Automated adjustment of a dual axis acousto-optic deflector

Abstract

Laser technology has become present in most significant industries of our modern society. The laser beam must be steered in order to be utilized appropriately, and the use of mechanical deflection technologies can provide sufficient range and working area for several fabrication processes, nevertheless, they cannot provide the necessary deflection speed and precision required for all processes. For applications requiring both a high angular range and deflection velocity, arranging a mechanical scanner and acousto-optic deflector (AOD) in series takes advantage of the most beneficial attributes of both components. The difficulty is utilizing an AOD is its dependency on the alignment of the incident angle to the so-called Bragg angle, which is hard to achieve and maintain manually in a system prone to vibrations and shifting. Therefore, this thesis presents the development of a system to achieve the Bragg angle at the entrance of an AOD. Its main objective is to automate the beam steering procedure using adjustable mirrors, optical sensors, and specialized control software.

Atualmente, lasers estão presentes nas áreas mais significativas da indústria e produção moderna. A orientação do curso de um laser é necessária para sua utilização apropriada, e através de tecnologias de deflexão mecânica é possível obter amplitudes e áreas de trabalho do laser suficientes para diversos processos de fabricação. No entanto, componentes mecânicos não podem fornecer a velocidade de deflexão e a precisão necessárias para todos os processos, sendo assim, para aplicações que necessitam alta amplitude angular e velocidade de deflexão, a utilização de um scanner mecânico e um defletor acústico-óptico (AOD) em série tira proveito dos atributos de ambos os componentes. No entanto, o funcionamento correto de um AOD é extremamente dependente do alinhamento do ângulo de incidência ao ângulo de Bragg, que deve ser alcançado de maneira precisa e mantido manualmente em sistemas sujeitos a vibrações e deslocamentos. Sendo assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema para obtenção do ângulo de Bragg na entrada de um AOD, que tem como objetivo a automação do processo de direcionamento de feixe do laser por meio de um sistema composto de espelhos ajustáveis, sensores ópticos e software de controle especializado.