声光调制实验装置说明书
声光调制实验
GCS-DSTZ声光调制实验
声光调制实验
用途：
声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。
声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。
利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器、和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要的应用。
基本原理：
当压电换能器产生的超声波信号在介质中传播时，会在介质中产生周期性应变场，使介质的光学参数（例如折射率）产生周期性的变化，形成体光栅。
当激光束以布拉格角度通过光栅时，衍射光能量相对集中于一级衍射波中，称为布拉格衍射。
当外加文字、图像或其它信号输入换能器驱动电源的调制接口端时，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。
当声－光作用距
离较短时，形成多级衍射光，称拉曼－纳斯衍射。
实验目的：
(1)了解声光效应的原理。
(2)了解拉曼－纳斯衍射和布拉格衍射的实验条件和特点。
(3)测量声光偏转和声光调制曲线。
(4)完成模拟通信实验仪器的安装及调试。
知识点：
声光效应、布拉格衍射、体光栅、拉曼－纳斯衍射、声光调制。
原理示意图：
技术指标
主要配置。
专业实验实验声光调制锁模激光器讲义
声光调制锁模激光器实验讲义大恒新纪元科技股份有限公司版权所有不得翻印声光调制锁模激光器在激光器中利用锁模技术可得到持续时间短到皮秒<ps=1012S）量级地强短脉冲激光.80年代后期利用碰撞锁模技术可获得持续时间短到飞秒<fs=10-15S）量级地超短脉冲.极强地超短脉冲光源大大促进了非线性光学，时间分辨激光光谱学、等离子体物理等学科地发展.b5E2RGbCAP本实验地目地：（1）学习和掌握激光锁模和声光调制原理.（2）掌握锁模激光器结构特点及调试方法.（3）观察腔长变化及调制深度对输出光脉冲地影响.一、锁模激光器原理本实验是在He-Ne激光器地腔内插入声光损耗调制器来实现对633nm激光锁模地.He-Ne激光介质地增益特性属非均匀增宽类型，如果激光器地腔长不太短就会出现多个激光纵模振荡<本实验只讨论基横模情况）.相邻纵模地圆频率差为p1EanqFDPw(1> 其中c为光速丄为腔长，若激光介质地增益线宽为△ CD G,则激光器腔内就会有N个纵模存在：—I （2>在腔内N个纵模地总光场可表示为(3>式中D 0为增益线宽中心处地纵模频率.一般在自由振荡地激光器中,N个纵模初相位之间没有固定地关系，彼此是随机变化地.在比纵模振荡周期大得多地时间内根据<3）式对光强求平均，并假设各纵模振幅相等即E n=E0可得DXDiTa9E3d_1 （4>激光总强度正比于各纵模强度之和.用扫描干涉仪观察纵模频谱，可看到各个纵模强度是随机涨落地，这是由于模式之间无规干涉引起地.如果我们用某种方法使激光器中各纵模初相位之间建立固定地联系，或者说使所有纵模同步振荡，在激光腔内各纵模就可以相干叠加了•为了简便,令＜3）式地丨，并有E n=E o,可得RTCrpUDGiT[x I(5>其光强为I X I(6>把＜6）式与＜4）式比较可知，但各纵模地相位同步以后，原来是连续输出地光强变成了随时间和空间变化地光强.现在分别在固定空间或固定时间上来观察光强地变化特点.5PCzVD7HxA1当固定空间位置＜令Z= 0）观察＜6）式随时间地变化关系有(7>I （t＞为相对光强.＜7）式有一下特点：（1）N个有相同频率间隔地同步等幅振荡，可使激光光强变成随时间变化地脉冲序列，脉冲地周期T为..1 （8＞T是光脉冲在腔内来回传播一次所需地时间.（2）在＜7）式地分母趋于零时,可得光脉冲地峰值光强（9＞与＜4）式比较，比自由振荡时地平均光强大了N倍.（3）光脉冲地宽度为(10>是脉冲周期T地1/N,锁住地纵模个数越多,锁模脉宽就越窄，把＜2）式代入＜10）式，得(11>锁模脉宽与增益线宽…成反比，增益线宽越宽，参与相干叠加地纵模个数越多，脉宽就越窄.图1给出E0= 1,N = 5时,＜7）式地计算结果.jLBHrnAILg图1光脉冲序列时间分布2、当固定时间<令t=0）观察<6）式地空间变化关系有(12>为相对光强,<12）式有以下特点：（1）N个有相同频率间隔及同步等幅振荡地纵模，相干叠加后变成了随空间距离周期变化地脉冲激光序列,光脉冲地空间周期为2L.XHAQX74J0X （2）输出光脉冲地峰值强度为(13>式中地g为激光腔镜地透射率•（3）光脉冲地空间宽度为2L/N.锁住地纵模个数越多，光脉冲地空间宽度就越窄•以上描述地是锁模激光地特性.问题是如何实现使腔内同时存在地N个纵模有相同地相位，这就要靠锁模技术•激光锁模地方法有多种•例如在激光腔内放入可饱和吸收元件•这类元件在腔内运转过程中不能用人为地方法控制，故称为被动锁模.有地在激光腔内放置调制元件，对光波进行调幅或调相•这类器件地某些参数可以人为地加以控制，用这类器件实现锁模地则称为主动锁模•主动锁模又分两种，一种是调制振幅地调幅锁模简称AM.另一种是调制频率地调频锁模，简称FM.LDAYtRyKfE本实验采用主动锁模地调幅技术，在激光腔内插入损耗调制器，使激光纵模强度在腔内受到周期性地损耗调制，假设损耗调制地函数形式为Zzz6ZB2Ltk_____ ）（14> 1为调制频率，受到损耗调制地第q个纵模振动可表示为(15>从<15)式可知，除了频率为地振动外还产生了两个边频振动，频率为厂7当丄等于纵模频率间隔时，边频频率正好与地纵模频率一致•它们之间产生了耦合,迫使二与 F 同步.同样，在增益线宽内所有地纵模都会受到相邻纵模产生地边频耦合，迫使所有地纵模都以相同地相位振动，因此实现了同步振荡，达到了锁模地目地.dvzfvkwMIl还可以从时域地角度看，因损耗调制地周期与光在腔内往返一次地时间相同，当调制器损耗为零时通过调制器地光波，在腔内往返一周回到调制器时仍是损耗为零，光波从介质中得到地增益大于腔内地损耗时，这部分光波就会得到不断增强直到饱和稳定.当调制器损耗较大时通过地光波每次回到调制器时都收到较大地损耗,若损耗大于往返一次从介质中得到地增益，这部分光波不能形成激光振荡，所以激光形成了周期为2L/C地光脉冲序列.rqyn14ZNXI二、声光调制原理1、声光衍射效应当介质中有超声波传播时，超声波使介质产生弹性应力或应变，因而使介质地折射率发生变化，光束通过这种介质就会发生衍射，使光束产生偏转、频移或强度变化，这种现象称为声光效应•各向异性晶体折射率随晶体内地方向不同而异，因此声光效应将随声波和光波在晶体中传播方向不同而异，折射率地变化和应变需用张量表示•对各向同性介质应变引起地折射率变化也是各向同性地，声光效应不随声波和光波地传播方向不同而改变.本实验中声光介质用地是熔石英，所以这里只讨论各向同性地情况.EmxvxOtOco当介质中传播着圆频率为Q、波长为A、波长为k,方向指向y轴地平面声波时，这种弹性波在介质中引起地应变S可表示为SixE2yXPq5I (16>S0为应变振幅，弹性应变将使介质中地折射率n发生变化.相应地折射率变化可表示为二I (17> p为介质地声光系数.折射率地变化可写成(18> 其中,_____ I(19>卩为折射率变化地振幅•若在某一时刻观察，折射率在空间地周期分布相当于一块相位光栅，光栅常数等于声波波长，光束通过这种光栅就会发生衍射，如图2所以•根据入射角地不同和声光互作用地长短不同，声光衍射可分作两类，一类叫拉曼一奈斯vRaman-Nath) 衍射，另一类叫布拉格vBragg)衍射.6ewMyirQFL(1)拉曼一奈斯衍射为了简便，让入射光垂直于声波传播方向，且沿通光方向地声光作用区I较短,并有l<l o/2,vl o=一称为特征长度)，就会产生对称于零级地多级衍射，这就是拉曼一奈斯衍射•各级衍射光地方向角9由下式决定: kavU42VRUs(20>式中地m为衍射级,m = 0,± 1, ± 2,…，由于A >>入，衍射角很小地.当声波在介质中以行波方式传播时，介质中折射率变化如<18)式所示，各级衍射光波有以下形式：(21>I 为m级贝塞尔函数，是m级衍射光波地相对振幅飞如下式所示:h (22>E为光波通过声光作用区l获得地最大附加相位差，称为声致相移.①为入射光地圆频率，各级衍射光为单色光，其圆频率变为3 -m Q .除零级衍射光频率不变外, 各级衍射光均发生了多普勒频移，各级衍射光地频率变化如图3所以.图4给出零级、一级和二级相对衍射光强随声致相移E地分布曲线.y6v3ALoS89图4拉曼一奈斯衍射光强与声致相移地关系当声波在介质中以驻波方式传播时，折射率地变化有如下形式图2声光衍射图3弹性行波产生衍射地频移各级衍射光波由下式表示(24> 为第m级贝塞尔函数,是第m级衍射光波地振幅,它受到了__ :地调制，所以各级衍射光不再是单色光,而是含有多种频率成分地合成光,各级衍射光地频率成分如图5所示.M2ub6vSTnP3卡3/7. to*疋土2处"±4広■■■图5弹性驻波产生地衍射地频移对0级衍射光束其强度正比于二口I •由于J o是偶函数，所以其光强将受到2Q频率地调制.(2)布拉格衍射当声光作用区比较长，满足I >2l o,且光波地入射角等于衍射角并满足下列关系式(25>其中m=0,± 1为衍射级,<25)式与晶体中地布拉格衍射相似，所以称为布拉格衍射.9 B为布拉格角，布拉格衍射只有0级和土1级，且土1级不同时存在,0级和1 级地相对衍射强度分别为0YujCfmUCw当E=n时理论上1级衍射效率可达100% .2、驻波型声光器件衍射光强地调制度驻波型声光器件地各级衍射光强是受到调制地，我们定义光强地调制度M 为(26>I max为调制光中光强地极大值，l min为光强地极小值，除0级以外各种衍射光强地调制度均为1.拉曼一奈斯0级衍射光强地eUts8ZQVRd一般光电接收器地光电转换效率是受到频率限制地，当接收器地响应频率大大低于调制频率时，测量地结果通常反映地是光强地平均值•可表示为sQsAEJkW5T_1 （27>在E不很大地范围内<E <2rad）,0级衍射光强地平均值可近似表示为「宀「（28>则0级衍射光强地调制度可近似表示为」（29>(30>」定义为0级衍射光强地平均衍射效率•图6给出驻波型拉曼一奈斯0级平均衍射效率与声致位移地关系曲线.声波地平均能流或声功率P a可用下式表示图6驻波型拉曼一奈斯零级平均衍射效率与声致相移地关系式中P为声光介质密度,V为声速,hl为压电换能器地面积.将<19）和<31）两式依次代入<22）式可得GMslasNXkA(32>式中--------- 称为声光优值.<32）式建立了声功率与声致相移地关系图7零级衍射调制度声功率地关系图7给出了零级衍射调制度与声功率地关系曲线•由图可知声功率不大时，调 制度与声功率近似线性关系•声功率为0.5W 时，调制度约为0.09在实验中通 过测量0级平均衍射效率可以求得调制度地大小，再由图7可以得到相应地 声功率，从调制器地驱动电源上可读出电功率地大小 ，从而可以得到电声功率 地转换效率n s .TIrRGchYzg___(33>P e 为加在换能器上地电功率3、 声光调制器 在锁模激光器中驻波型地声光器件结构 如图8所示,除电极以外主要由四部分组 成•图中①是压电换能器，它把外加一定频 率地电磁波转换成机械波，其厚度为声波 地半波长.②是键合层，作用是把压电层地 机械振动耦合到声光介质中去形成超声波 ③是声光介质，即声光作用区，其厚度是声波半波长地整倍数•④是反射层，使声波在声光介质中形成驻波•光束通过声 驻波介质地衍射，其0级衍射光强将获得二倍于外加电源驱动频率地调制 •当 此调制频率正好等于激光纵模频率时，声光调制器就能实现损耗调制•对于输 出波长为633nm 地He-Ne 激光器，其增益系数不大，每M 约为10%左右，若腔 内损耗大于增益时，激光将不能产生振荡•若声光调制器地衍射损耗能在 0和 10%之间调制变化，就能对633nm 激光进行锁模控制•拉曼一奈斯型0级衍射 性能即可达到上述要求，而且入射光束与0级衍光束方向一致，给实验调节带 来很大方便.7EqZcWLZNX三、实验装置及内容1、 实验装置实验装置如图9所示丄as 为He-Ne 放电管；M 。
光学实验二—_电光、声光和磁光调制实验指导书
电光调制实验一 实验原理电光调制实验仪作为高等院校新一代的物理实验仪器，在基础物理实验和相关专业的实验中用以研究电场和光场相互作用的物理过程，也适用于光通讯与光信息处理的实验研究。
电光调制器的调制信号频率可达 Hz 量级，因而在激光通讯、激光显示等领域中有广泛的应用。
（一）电光调制原理某些晶体在外加电场的作用下，其折射率随外加电场的改变而发生变化的现象称为电光效应，利用这一效应可以对透过介质的光束进行幅度,相位或频率的调制，构成电光调制器。
电光效应分为两种类型：（1）一级电光（泡克尔斯—Pockels ）效应，介质折射率变化正比于电场强度。
（2）二级电光（克尔—Kerr ）效应，介质折射率变化与电场强度的平方成正比。
本实验仪使用铌酸锂（LiNbO 3）晶体作电光介质，组成横向调制（外加电场与光传播方向垂直）的一级电光效应。
图1 横向电光效应示意图如图1所示，入射光方向平行于晶体光轴（Z 轴方向），在平行于X 轴的外加电场（E ）作用下，晶体的主轴X 轴和Y 轴绕Z 轴旋转45°，形成新的主轴X ’轴—Y ’轴（Z 轴不变），它们的感生折射率差为Δn ，并正比于所施加的电场强度E ：rE n n 30=∆式中r 为与晶体结构及温度有关的参量，称为电光系数。
n 0为晶体对寻常光的折射率。
当一束线偏振光从长度为l 、厚度为d 的晶体中出射时，由于晶体折射率10910~10１的差异而使光波经晶体后出射光的两振动分量会产生附加的相位差δ，它是外加电场E 的函数： U d l r n rE n nl ⎪⎭⎫ ⎝⎛==∆=3030222λπλπλπδ (1) 式中λ为入射光波的波长；同时为测量方便起见，电场强度用晶体两极面间的电压来表示，即U=Ed 。
当相差πδ=时，所加电压l d r n U U 302λπ== (2) πU 称为半波电压，它是一个可用以表征电光调制时电压对相差影响大小的重要物理量。
声光调制实验讲义
声光调制实验讲义前言早在本世纪30年代就开始了声光衍射的实验研究。
60年代激光器的问世为声光现象的研究提供了良好的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速发展。
声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。
利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要应用。
声光效应已广泛应用于声学、光学和光电子学。
近年来，随着声光技术的不断发展，人们已广泛地开始采用声光器件在激光腔内进行锁膜或作为连续器件的Q 开关。
由于声光器件具有输入电压低驱动功率小、温度稳定性好、能承受较大光功率、光学系统简单、响应时间快、控制方便等优点，加之新一代的优质声光材料的发现，使声光器件具有良好的发展前景，它将不断地满足工业、科学、军事等方面的需求。
一.实验目的1、了解声光器件工作原理。
2、掌握声光相互作用原理。
3、观察布拉格衍射现象。
4、研究声光调制和声光偏转的特性。
二.实验原理（一）激光调制技术的发展激光是一种光频电磁波，具有良好的相干性，与无线电波相似，可以用来作为传递信息的载波。
激光具有很高的频率（约1013~1015Hz）可供利用的频带很宽，故传递信息的容量大。
再有，光具有极短的波长和极快的传递速度，加上光波的独立传播特性，可以借助光学系统，把一个面上的二维信息以很高的分辨率瞬间传递到另一个面上，为二维并行光学信息处理提供条件。
所以激光是传递信息（包括语言、文字、图象、符号等）的一种很理想的光源。
要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加到激光上的问题，例如激光电话，就需要将语言信息加在于激光，由激光“携带”信息通过一定的传输通道（大气、光纤等）送到接收器，再由光接收器鉴别并还原成原来的信息，从而完成通话的目的。
这种将信息加载于激光的过程称之为调制，完成这一过程的装置成为调制器。
其中激光成为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号。
声光分析仪使用方法说明书
声光分析仪使用方法说明书首部声光分析仪是一种用于分析声音和光线信号的仪器设备，可以广泛应用于声光学实验、音频工程等领域。
本使用方法说明书旨在帮助用户正确、高效地使用声光分析仪。
在使用之前，请仔细阅读本手册并按照说明进行操作。
一、产品概述声光分析仪是一种用于测量和分析声音和光线信号的设备，通过精确的测量和准确的分析，可以获取信号的频率、振幅、相位等相关参数。
该仪器具有高灵敏度、高精度和高响应速度的特点，可满足用户对信号分析的需求。
二、仪器结构声光分析仪主要由以下部分组成：1. 信号输入接口：用于连接外部声音信号源或光源。
2. 显示屏幕：以直观的方式显示测量结果和参数。
3. 控制面板：提供调节参数、选择模式等的操作按钮和旋钮。
4. 数据输出接口：可将测量结果导出至电脑或其他设备。
三、使用步骤1. 连接信号源：将外部声音信号源或光源通过信号输入接口连接至声光分析仪，确保连接牢固。
2. 打开电源：将声光分析仪接通电源，并等待其正常启动，显示屏幕亮起。
3. 参数设置：通过控制面板上的按钮和旋钮，设置所需的参数，如采样频率、时间范围等。
确保选择的参数适合当前的实验需求。
4. 开始测量：确认信号源连接正确、参数设置合适后，可以开始进行测量。
点击控制面板上的开始按钮，仪器开始采集并分析信号。
5. 结果显示和分析：测量完成后，结果将显示在屏幕上。
通过观察显示屏上的波形图、频谱图和具体数值，可以对信号进行分析和判断。
6. 数据导出：如果需要将测量数据导出至其他设备进行进一步分析或保存，可以通过数据输出接口完成导出操作。
四、注意事项1. 使用前请认真阅读本使用方法说明书，并按照指导操作。
在操作过程中如有疑问，请咨询专业人士或厂家技术支持。
2. 在使用过程中，请确保仪器和信号源之间的连接稳固可靠，避免因松动等原因导致测量误差。
3. 如遇到异常情况或不正常的测量结果，请停止使用并进行排查。
不要随意拆卸仪器或私自修理，应咨询专业人士或厂家技术支持。
声光调制实验报告
一、实验目的1. 理解声光调制的基本原理和过程；2. 掌握声光调制器的构造和工作原理；3. 熟悉声光调制实验的操作方法和注意事项；4. 通过实验，验证声光调制在实际应用中的效果。
二、实验原理声光调制是一种利用声波对光波进行调制的方法。
当声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变，导致介质的折射率发生周期性变化，从而在光波传播过程中产生衍射现象。
声光调制器正是利用这一原理，通过调节声波的频率、幅度和相位，实现对光波的调制。
三、实验仪器与设备1. 声光调制器；2. 光源；3. 光功率计；4. 信号发生器；5. 电脑及实验软件；6. 电缆线。
四、实验步骤1. 连接声光调制器、光源、光功率计、信号发生器和电脑等设备；2. 打开电脑，运行实验软件；3. 调整光源输出功率，使其达到预设值；4. 调节信号发生器的频率、幅度和相位，分别进行以下实验：（1）频率调制：观察光功率计的读数变化，分析频率调制效果；（2）幅度调制：观察光功率计的读数变化，分析幅度调制效果；（3）相位调制：观察光功率计的读数变化，分析相位调制效果；5. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 频率调制实验：当信号发生器的频率与声光调制器的共振频率相匹配时，光功率计的读数发生明显变化，说明频率调制效果较好。
2. 幅度调制实验：当信号发生器的幅度变化时，光功率计的读数也随之变化，说明幅度调制效果较好。
3. 相位调制实验：当信号发生器的相位变化时，光功率计的读数也随之变化，说明相位调制效果较好。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了声光调制的基本原理和过程；2. 掌握了声光调制器的构造和工作原理；3. 熟悉了声光调制实验的操作方法和注意事项；4. 验证了声光调制在实际应用中的效果。
本次实验表明，声光调制技术具有调制效果好、频率范围宽、非线性失真小等优点，在光通信、光纤传感等领域具有广泛的应用前景。
在实验过程中，我们要注意以下几点：1. 实验前要熟悉实验原理和仪器设备；2. 实验过程中要严格按照实验步骤进行操作；3. 注意安全，防止意外事故发生；4. 实验结束后，认真整理实验器材，清理实验场地。
声光调制实验报告总结
声光调制实验报告总结一、引言声光调制实验是光学与声学相结合的一种技术实验，通过将声音信号转换为光信号，实现声音的远距离传输和调制。
本次实验旨在研究声光调制技术的基本原理和应用。
二、实验装置及步骤1. 实验装置：- 声光转换器（声光晶体）- 光电盒- 函数发生器- 示波器- 多功能信号发生器- 光学平行板2. 实验步骤：- 连接实验装置，确保每个设备正确连接。
- 将示波器连接到光电盒的输出端。
- 将函数发生器连接到多功能信号发生器。
- 调节函数发生器产生幅度为1V的声音信号。
- 起始频率10kHz，终止频率100kHz，以10kHz的间隔循环，通过多功能信号发生器连续改变声音信号的频率。
- 观察示波器波形和光电盒输出光的变化。
三、实验结果与分析在实验中，我们改变了声音信号的频率，并观察了示波器波形和光电盒输出光的变化。
实验结果显示，随着声音信号频率的增加，示波器上的波形变得更加复杂，光电盒输出光也出现了明显的变化。
根据实验过程和结果，我们可以得出以下结论：1. 随着声音信号频率的增加，声光转换器的光输出也增大，即声光转换的效果随声音信号频率的增加而增强。
2. 高频声光转换的效果明显好于低频，这是因为高频声音信号在光学晶体中的折射率与低频信号相比变化更大，从而产生更明显的声光转换。
3. 在光电盒中观察到的光变化与声音信号的振幅和频率有关，频率越高光强度的变化越明显。
4. 在低频情况下，光电盒输出的光强度线性增加，而在高频情况下，增加的幅度减小。
四、实验应用声光调制技术具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面：1. 音频通信：声光调制技术可以将声音信号转换为光信号进行传输，实现远距离通信。
这在通信领域有着很大的应用潜力。
2. 光学传感器：声光调制技术可以应用于光学传感器中，将声音信号转换为光信号，从而实现对声音的实时监测和测量。
3. 光纤通信：光纤通信是一种常见的高速通信方式，声光调制技术可以用于光纤通信系统的信号调制，提高通信质量和速度。
声光调制实验装置
一、 硬件组成一套完整的声光效应实验仪配有：已安装在转角平台上的100MHz 声光器件、半导体激光器、100MHz 功率信号源、LM601 CCD 光强分布测量仪及光具座。
每个器件都带有ø10的立杆，可以安插在通用光具座上。
在终端，如果用示波器进行实验，则构成了示波器型SO2000；如果用计算机进行实验，则构成了微机型SO2000（微机型SO2000还需配备USB100数据采集盒及工作软件）。
1． 声光器件(声速V = 3632m/s,介质折射率n = 2.386)声光器件的结构示意图如图1所示。
它由声光介质、压电换能器和吸声材料组成。
本实验采用的声光器件中的声光介质为钼酸铅，吸声材料的作用是吸收通过介质传播到端面的超声波以建立超声行波。
将介质的端面磨成斜面或成牛角状，也可达到吸声的作用。
压电换能器又称超声发生器，由妮酸锂晶体或其它压电材料制成。
它的作用是将电功率换成声功率，并在声光介质中建立起超声场。
压电换能器既是一个机械振动系统，又是一个与功率信号源相联系的电振动系统，或者说是功率信号源的负载。
为了获得最佳的电声能量转换效率，换能器的阻抗与信号源内阻应当匹配。
声光器件有一个衍射效率最大的工作频率，此频率称为声光器件的中心频率，记为c f 。
对于其它频率的超声波，其衍射效率将降低。
规定衍射效率（或衍射光的相对光强）下降3db （即衍射效率降到最大值的1/2）时两频率间的间隔为声光器件的带宽。
声光器转角平台转角平台旋转手轮 图2：转角平台 吸声材料声光介质 压电换能器 图1：声光器件的结构声波前进方向 光波前进方声光器件安装在一个透明塑料盒内，置于转角平台上，见图2。
盒上有一插座，用于和功率信号源的声光插座相连。
透明塑料盒两端各开一个小孔，激光分别从这两个孔射入和射出声光器件，不用时用贴纸封住以保护声光器件。
旋转转角平台的旋转手轮可以转动转角平台，从而改变激光射入声光器件的角度。
2．功率信号源SO2000功率信号源专为声光效应实验配套，输出频率范围为80~120MHz,最大输出功率1W。
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声光调制实验
一、用途
声光调制是高等院校实验教学仪器，主要用于现代物理实验、光学实验和声光调制实验。
将调制电压加载到光波上的技术叫光调制技术。
利用声光效应实现的调制叫声光调制。
60年代激光器的问世为声光现象的研究提供了良好的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速发展。
声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。
利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要应用。
声光效应已广泛应用于声学、光学和光电子学。
由于声光器件具有输入电压低驱动功率小、温度稳定性好、能承受较大光功率、光学系统简单、响应时间快、控制方便等优点，加之新一代的优质声光材料的发现，使声光器件具有良好的发展前景，它将不断地满足工业、科学、军事等方面的需求。
二、结构
本仪器由可调半导体激光器做光源，声光晶体盒、声光调制电源箱及滑座和
旋转平台等组成。
见下图:
5 （）7 V 9 10
1.调平底脚
2.导轨
3.滑座
4.四维调整架
5.半导体激光器
6.声光晶体盒
7.旋转平台8.小孔光阑9.横向滑座10.光电探测器
三、技术参数
(1)声光调制器
声光介质：钼酸铅晶体换能器介质：铌酸锂晶体
通光口径：1mm
中心频率：80MHz
衍射效率：〉70%
半导体激光电源
(2)激光光源
(3)激光波长650nm
0~可调
(4)光功率输出
AC220v 22v 50Hz
(5)交流电源
(6)环境温度0~ 40C
四、主要功能特点及实验项目
1、观察声光调制的衍射现象
调节激光束的亮度，使在相屏中心有明晰的光点呈现，此即为声光调制的0级光斑；
此时以80MHz 为中心频率的超声波开始对声光晶体进行打开声光调制电压，
调制；
微调载物平台上声光调制器的转向，以改变声光调制器的光束入射角，即可出现因声光调制而出现的衍射光斑；
仔细调节光束对声光调制器的角度，当+1级(或者－1 级)衍射光最强时，声光调制器即运转在布拉格条件下的偏转状态。
注：布拉格衍射一级衍射达到极值的条件是：1)控制电压为一特定的值；2)
入射激光必须以特定的角度布拉格角 a 入射。
2、观察交流信号调制特性
打开信号发生器，输入交流的正弦波信号。
加法器把直流偏压和信号发生器 的交流电压叠加在一起输出到线性声光调制器上，在示波器上可看到被调制的 半导体激光的正弦波，测出示波器上信号波的相对幅度。
改变直流偏压的大小 或增加信号发生器的信号强度，观察输出波形的调制特性。
3、声光调制与光通讯实验演示
在驱动源输入端加入外调制信号（如音频信号、文字和图像等），则衍射光强
2v 时的下失真波形 时的上失真波形
时的不失真波形 时的上下失真波形
将随次信号变化，从而达到控制激光输出特性的目的，实现模拟光通信和图像 处理。
时的不失真音频信号 4v 时的失真音频信号
图8
4、 测量声光调制器的衍射效率
定义：在作用距离L 处衍射光强和入射光强之比为声光衍射效率。
衍射效率
1 d max
I 0 ，其中为最大衍射光强，为0级光强。
5、 计算声光调制偏转角
定义1级光和0级光间的距离为d ,声光调制器到接收孔之间的距离为
L 由 于L 〉〉d ，即可求出声光调制的偏转角： L
6、测量超声波的波速
将求出的一起带入上式即可求得 五、仪器使用与调整 1在光具座的滑座上放置好激光器和光电接收器，并安装好声光调制器的载
物台；
2按系统连接方法将激光器、声光调制器、光电接收器等组件连接到声光调
V s 将超声波频率F ，偏转角与激光波长代入 F
d
，其中 F=80MHz
650nm
制电源箱；
3 光路准直： 打开电源开关， 接通激光电源， 调节电源箱上的激光强度旋钮， 使激光束得到足够强度。
用小孔光阑来调整光路，先将半导体激光器放置在导 轨零点处锁定，把小孔光阑拉到激光器附近，调整四维调整架的左和上旋钮， 使激光束通过小孔，再把小孔光阑拉远一些，基本是声光调制器放置的位置， 旋转四维调整架上的右和下旋钮，使激光束通过小孔，反复调节，使得一定距 离内激光束是平行光；
4 将声光调制器的通光孔置于载物平台的中心位置，调整好高度，使得激光 束刚好通过通光孔；
5 把小孔光阑放置在带横向微动的滑座上，调整好小孔光阑的高度，使得光 束放好通过小孔；
6 调整光电探测器的高度，使得激光束落在光电探测器中心 六 仪器成套性
1调平底脚 ...................................................... 四个 2导 轨 ......................................................... 一根 3滑 座 ......................................................... 二个 4 四维调整架
5 半导体激光器
6 声光晶体盒及导线
7 旋转平台 8小孔光栏 ....................................................... 一个 9横向滑座 ....................................................... 二个 10光电探测器…
11 声光调制电源箱
12 带 Q9 插头导线
六、 注意事项 一个 一个 各一个 一个 一个 一台 二根
1声光晶体易碎要轻拿轻放，若两端面上落灰尘不可用力擦除。
若长期不用，晶体要放在干燥器皿内保存。
2光电探测器是半导体器件应避免强光照射以免烧坏。
做实验时光强应由弱到强缓慢改变，当出现饱和时可降低光强。
3仪器应放到干燥处保存，不宜在潮湿环境中使用。
工作环境温度高于28 度时连续工作不能超过4 小时。