称为声光偏转调制器-Read.ppt

2.2.1 声光控制器件的类型 2.2.1 声光控制器件的类型 2.2.1 声光控制器件的类型 2.2.1 声光控制器件的类型 2.2.1 声光控制器件的类型 2.2.3 声光控制器件的主要特性参数 二、用来改变光束方向的声光器件 声光偏转是一种先进的光偏转技术，既可以实现连续的光偏转，又可以实现随机的光偏转，无可动部件，是全电控的。 有两种方式：一种是连续地改变光束传播方向，相邻两个光点是部分重叠的，许多光点组成一条光扫描线； 另一种是离散地、随机地改变光束传播方向。 改变声光偏转器的驱动电信号的频率 如果在改变声光偏转器驱动电信号频率的同时，对电信号施以幅度调制，则输出光在改变传播方向的同时，光束的强度也受到调制，称为声光偏转调制器 三、选择光束波长的声光器件 声光可调谐滤光器：利用声光器件可以从自发辐射的宽光谱入射光中，选择输出光的波长。光波长的数值与输入电信号的频率相对应，改变驱动信号的频率，输出的光波长也相应改变的声光器件。 优势： 电控调谐的，调谐范围宽，具有角孔径大和光谱分辨率高的特点。 典型应用： 在红外光频谱分光技术、红外传感系统和在非相干背景辐射中探测弱激光信号等领域有重要的应用，也用于特殊的光谱分析、染料激光器的调谐和彩色信息处理。 四、引起光束频移的声光器件 激光是光频范围的电磁波，具有很高的频率稳定性。利用声光衍射器件，可以使激光束的频率发生变化，这种工作方式的声光器件，称为声光移频器。 移频的方式： 改变声光移频器的电信号驱动频率，输出光的移频量也相应改变。 保持驱动频率不变，取不同的衍射级作输出，它们之间的移频量也不同。 主要应用：声光移频器在相干系统、光通信和信号处理系统有重要的应用。 2.2.2 声光器件的材料 一、声光器件的晶体选材要求 1、声光品质因素M2 表征声光材料性能的优劣，反映出材料的固有衍射效率。 式中n—折射率， P—光弹性常数 ?--材料密度 va—声传播速度 材料的折射率和光弹性常数大、密度和声速小，则品质因素高。 一、声光器件的晶体选材要求 2. 声衰减系数 式中：?－Gruneisen常数，?－角频率，K－导热率 超声衰减与声速的五次方成反比，超声速低的材料声损耗也大，这与品质因素对材料的要求矛盾。 二、声光材料 液体（如水） 固体 玻璃：熔石英、重火石玻璃 晶体：TeO2, PbMoO4等 一、声光体调制器的构成 声光体调制器是由声光调制器，它由声光介质、电一声换能器、吸声装置及驱动电源四部分构成。 2.2.2 声光体调制器 2.2.2 声光体调制器 一、声光体调制器的构成 2.电一声换能器（又称超声发生器） 它是利用某些压电晶体（石英、LiNb03等）或压电半导体(CdS. Zn0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，将调制的电功率转换成声功率。 1．声光介质 声光介质是声光互作用的场所。当一束光通过变化的超声场时，由于光和超声场的互作用，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。 一、声光体调制器的构成 4.驱动电源 用以产生调制信号，驱动声光调制器工作。 3.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，以免返回介质产生干扰（超声场工作在行波状态）； 如果超声场工作在驻波状态，吸声装置需换成反射装置。 2.2.2 声光体调制器 二、声光体调制器的工作原理 声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波上的一种物理过程。 调制信号（电信号）? 电声换能器 ? 获得以电信号形式变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。 其衍射效率均与附加相位延迟因子有关 其中?为相位延迟因子，?n为声致折射率差。 ? n 正比于弹性应变幅值S,而S正比于声功率Ps 2.2.2 声光体调制器 二、声光体调制器的工作原理 布喇格声光调制特性曲线 衍射效率?与超声功率Ps是非线性调制曲线形式，为了使调制不发生畸变，则需加超声偏置，使其工作在线性较好的区域。 二、声光体调制器的工作原理 在声功率Ps（或声强Is）较小的情况下，衍射效率随声强度Is中增加线性增加。 其衍射效率表达式为： 考虑了布喇格角对声光作用的影响 布喇格衍射工作频率高，效率高，调制带宽较宽; 喇曼－纳斯型衍射效率低，只限于低频工作（低于10MHz)，带宽有限; 声光波导调制器 一、 声光衍射效率 衍射效率定义为输出衍射光的强度相对于入射光强度的比值，用百分数表示。 提高布喇格声光调制器衍射效率的途径： 选择声光性