晶体电光声光磁光效应实验实验讲义(16)

晶体电光声光磁光效应实验实验讲义

图2-2 布拉格衍射

这种衍射与晶体对X光的布拉格衍射很类似，故称为布拉格衍射。能产生这种衍射的光束入射角称为布拉格角。此时有超声波存在的介质起体积光栅的作用。可以证明，布拉格角满足

(2-13) 2 s

式中(2-13)称为布拉格条件。因为布喇角一般都很小，故衍射光相对于入射光的偏转角

2iB 0fs (2-14) snvs

式中，vs为超声波的波速，fs为超声波的频率，其它量的意义同前。在布拉格衍射条件下，一级衍射光的效率为

(2-15) sin2siniB

式中， Ps为超声波功率，L和H为超声换能器的长和宽，M2为反映声光介质本身性质

的常数，M2 n6p2/ vs， 为介质密度，p为光弹系数。在布拉格衍射下，衍射光的

效率也由(2-10)式决定。理论上布拉格衍射的衍射效率可达100％，拉曼－奈斯衍射中一级衍射光的最大衍射效率仅为34％，所以使用的声光器件一般都采用布拉格衍射。 由(2-14)式和(2-15)式可看出，通过改变超声波的频率和功率，可分别实现对激光束方向的控制和强度的调制，这是声光偏转器和声光调制器的基础。从(2-10)式可知，超声光栅衍射会产生频移，因此利用声光效应还可以制成频移器件。超声频移器在计量方面有重要应用，如用于激光多普勒测速仪。

以上讨论的是超声行波对光波的衍射。实际上，超声驻波对光波的衍射也产生拉曼－奈斯衍射和布拉格衍射，而且各衍射光的方位角和超声频率的关系与超声行波的相同。不过，各级衍射光不再是简单地产生频移的单色光，而是含有多个傅立叶分量的复合光。

2.4 实验仪器

TSGMG-1/Q型高速正弦声光调制器及驱动电源，可用在激光照排机、激光传真机、电子分色机或者其他文字、图像处理等系统中。

晶体电光声光磁光效应实验实验讲义

a. 主要技术指标：

b.工作原理

本产品由声光调制器及驱动电源两部分组成。驱动电源产生150MHz频率的射频功率信号加入声光调制器，压电换能器将射频功率信号转变为超生信号，当激光束以布拉格角度通过时，由于声光互作用效应，激光束发生衍射（如图2-3），这就是布拉格衍射效应。外加文字和图像信号以正弦（连续波）输入驱动电源的调制接口“调制”端，衍射光光强将随此信号变化，从而达到控制激光输出特性的目的，如图2-4所示。

图2-3 布拉格衍射原理图