声光调制器的原理 声光调制器的主要应用领域

介绍了声光调制器的原理并介绍了声光调制器的主要应用领域。

声光效应是指一束光通过变化的声场时，由于光和超声场的相互作用，其出射光就具有随时间而变化的各级衍射光，声光调制是基于声光效应而实现的。它由声光介质、电-声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等组成，如图1：

图1 声光调制器原理  

图中声光介质是指声光相互作用的区域。当一束光通过变化的声场时，由于光和超声场的相互作用，其出射光就具有随时间而变化的各级衍射光，利用衍射光的强度随超声波强度的变化而变化的性质，就可以制成光强度调制器；

电-声换能器(又称超声发生器)可以利用某些压电晶体(如石英、LiNbO3等)或压电半导体(如CdS、ZnO等)的反压电效应，在外加电场作用下产生机械振动而形成超声波，因此它起着将调制的电功率转换成声功率的作用；

吸声(或反射)装置放置在超声源的对面，用以吸收已通过介质的声波(工作于行波状态)，以免返回介质产生干扰，但要使超声场为驻波状态，则需要将吸声装置换成声反射装置。

放大电路用以放大信号发生器的调制电信号施加于电声换能器的两端电极上，驱动声光调制器(换能器)工作。布喇格声光衍射的情况下，只有0级和1级光，有关理论和推导部分请参考郁道银老师主编的第四版《工程光学》中第十五章第九节声光效应部分，这里不再详细介绍。下面通过一个视频了解一下具体的器件结构：

‍‍视频1 声光调制器的内部结构 通过视频2可以看到声光调制器的具体工作情况：   ‍视频2 声光调制器如何工作‍

声光调制器的主要应用领域有：光通信领域、激光雷达领域和光纤传感领域。例如在光通信领域中，高速光调制和解调技术是实现高速光通信的关键技术，而声光调制器则是其中的核心器件。使用声光调制器可以将电信号转换成光信号，从而实现光通信过程中的高速调制和解调。

光学专业的朋友比较熟悉的调Q技术是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标-品质因数。Q值定义为在激光谐振腔内，储存的总能量与腔内单位时间损耗的能量之比。声光调Q是非常成功中的方法之一，参考资料也是比较多，这里不再赘述。

外差干涉仪现已广泛应用于测速、测长、测角、测振、测表面光洁度、测激光束通过湍流时光束的扰动，获得了比零差（DC）干涉仪更高的精度。外差干涉仪中两种不同频率的光束可由两只稳频的激光器提供，也可以利用磁光、电光、声光效应或旋转光栅盘的衍射效应提供。视频3介绍使用声光调整器实现了外差干涉仪，简单介绍了DC（直流干涉，干涉光的两个频率一样）干涉仪和AC（交流干涉，干涉光的两个频率不一样）干涉仪：

众所周知，光速是光波或电磁波在真空或介质中的传播速度，c=299792458m/s（来源于百度百科）。1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验。此后科学家们前赴后继的进行了一次又一次的测量实验，测量精度也一次次的被提高。在一定程度上，光速的测量精度反映了当前的科技水平。

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