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声光调制器的相关知识介绍

时间:2021-01-08 点击次数:212
  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。调制信号是以电信号(调幅)形式作用于电声换能器上,再转化为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。
 
无论是拉曼-纳斯衍射,还是布拉格衍射,其衍射效率均与附加相位延迟因子
 有关,而其中声致折射率差Δn正比于弹性应变S幅值,而S正比于声功率Ps,故当声波场受到信号的调制使声波振幅随之变化时,衍射光强也将随之做相应的变化。布拉格声光调制特性曲线与电光强度调制相似,如右图所示。可以看出:衍射效率ηs与超声功率Ps是非线性调制曲线形式,为了使调制波不发生畸变,则需要加超声偏置,使其工作在线性较好的区域。
对于拉曼-纳斯型衍射,工作声源率低于10MHz,右图(a)出了这种调制器的工作原理,其各级衍射光强为
 的倍数。若取某一级衍射光作为输出,可利用光阑将其他各级的衍射光遮挡,则从光阑孔出射的光束就是一个随
 变化的调制光。由于拉曼-纳斯型衍射效率低,光能利用率也低,当工作频率较高时,乘余的作用区长度L太小,要求的声功率很高,因此拉曼-纳斯型声光调制器只限于在低频工作,只具有有限的带宽。
  对于布拉格型衍射,其衍射效率给出。布拉格型声光调制器工作原理如右图(b)所示。在声功率Ps(或声强Is)较小的情况下,衍射效率ηs随声强度Is单调地增加(呈线性关系),则
 
  式中,cosθb因子是考虑了布拉格角对声光作用的影响。因此,若对声强加以调制,衍射光强也就受到了调制。布拉格衍射必须使光束以布拉格角θb入射,同时在相对于声波阵面对称方向接收衍射光束时,才能得到满意的结果。布拉格衍射由于效率高,且调制带宽较宽,故多被采用。

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