声光调制实验报告
声光调Q实验报告
YAG激光器声光调Q及其参数测量电子科学与技术101班唐衣可俊 20100310391、实验原理声光调Q是利用光的衍射效应实现调Q的。
利用光的衍射现象，使光束偏离，达到声光调Q的目的。
一束光通过由声控的相位光栅时，就会发生衍射，这就是声光效应。
在激光器的光学谐振腔中，放入一个声光调制器，当有超声场作用在调制器上时，由于声光效应，激光束就会发生衍射，偏离谐振腔，从而使激光停止振荡。
当超声波消失后，损耗消失，形成振荡，产生巨脉冲输出，完成超声调Q作用。
图4－1 布拉格衍射在激光器中采用声光调Q技术，主要是利用布拉格衍射型。
因为当超声波的功率足够时，这种衍射可使入射光全部转移到＋1或－1级上，且有较高的转换效率。
布拉格衍射现象见图4-1。
在采取布拉格衍射时，入射角称为布拉格角，其满足下式：（4-2）式中：为光在介质中的波长,为声波波长，声波波数，为入射光波波数。
声光调Q中的调制元件是一个由布拉格衍射型的声光调制器，图4-2是调制盒的结构示意图。
调制盒共有四部分组成，第一部分是高频驱动源；第二部分是超声波换能器，在这里将电信号变为超声波；第三部分是声光介质，声场与光场在这里发生相互作用；第四部分是吸声器。
图4－2 声光调Q盒结构示意图超声波的产生有多种方法，如机械振动、气流振动、液体高逆流动以及电振动等。
而激光器用的超声波发生器大都采用高频电信号发生器，也很容易人工控制、产生或消失，而且具有很短的滞后时间，这是调Q所必须的。
图4－4 声光调Q装置图图4-4是声光调Q装置图。
在连续YAG激光器的光学谐振腔内放有声光调制盒和光阑，光阑的通光孔径为2～3mm可调，其作用是限制多模，且使光束全部通过声光作用区。
光学谐振腔一端为全反镜，另一端是透过率T为5%的左右的输出镜。
低透过率是为了使激光器有低的阈值。
激光晶体选用为5×70mm的YAG 晶体。
要求激光晶体有低的阈值，高的转换效率，晶体棒的两端要修磨成几个负光圈，减少热效应引起的输出功率下降。
实验 电光 声光调制
实验一电光调制一、实验目的：1.了解电光调制的工作原理及相关特性；2.掌握电光晶体性能参数的测量方法；二、实验原理简介：某些光学介质受到外电场作用时，它的折射率将随着外电场变化，介电系数和折射率都与方向有关，在光学性质上变为各向异性，这就是电光效应。
电光效应有两种，一种是折射率的变化量与外电场强度的一次方成比例，称为泡克耳斯（Pockels）效应；另一种是折射率的变化量与外电场强度的二次方成比例，称为克尔（Kerr）效应。
利用克尔效应制成的调制器，称为克尔盒，其中的光学介质为具有电光效应的液体有机化合物。
利用泡克耳斯效应制成的调制器，称为泡克耳斯盒，其中的光学介质为非中心对称的压电晶体。
泡克耳斯盒又有纵向调制器和横向调制器两种，图1是几种电光调制器的基本结构形式。
图1：几种电光调制器的基本结构形式a) 克尔盒 b) 纵调的泡克耳斯盒 c) 横调的泡克耳斯盒当不给克尔盒加电压时，盒中的介质是透明的，各向同性的非偏振光经过P后变为振动方向平行P光轴的平面偏振光。
通过克尔盒时不改变振动方向。
到达Q时，因光的振动方向垂直于Q光轴而被阻挡（P、Q分别为起偏器和检偏器，安装时，它们的光轴彼此垂直。
），所以Q没有光输出；给克尔盒加以电压时，盒中的介质则因有外电场的作用而具有单轴晶体的光学性质，光轴的方向平行于电场。
这时，通过它的平面偏振光则改变其振动方向。
所以，经过起偏器P产生的平面偏振光，通过克尔盒后，振动方向就不再与Q光轴垂直，而是在Q光轴方向上有光振动的分量，所以，此时Q就有光输出了。
Q的光输出强弱，与盒中的介质性质、几何尺寸、外加电压大小等因素有关。
对于结构已确定的克尔盒来说，如果外加电压是周期性变化的，则Q的光输出必然也是周期性变化的。
由此即实现了对光的调制。
泡克耳斯盒里所装的是具有泡克耳斯效应的电光晶体，它的自然状态就有单轴晶体的光学性质，安装时，使晶体的光轴平行于入射光线。
因此，纵向调制的泡克耳斯盒，电场平行于光轴，横向调制的泡克耳斯盒，电场垂直于光轴。
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。
光调制演示实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解光调制的原理和过程。
2. 学习使用光调制器进行信号调制。
3. 分析调制信号的频率、幅度和相位变化。
4. 掌握光调制在通信系统中的应用。
二、实验原理光调制是利用光波来携带信息的一种技术，它通过改变光波的某一参数（如幅度、频率、相位等）来实现信息的传输。
本实验中，我们主要研究幅度调制（AM）和频率调制（FM）两种调制方式。
1. 幅度调制（AM）：在AM调制中，信息信号（如声音、图像等）与载波信号相乘，产生一个调制信号。
调制信号的幅度随信息信号的变化而变化，而频率和相位保持不变。
2. 频率调制（FM）：在FM调制中，信息信号与载波信号的频率相乘，产生一个调制信号。
调制信号的频率随信息信号的变化而变化，而幅度和相位保持不变。
三、实验仪器与设备1. 光源：激光器或LED光源2. 调制器：光调制器（如光强度调制器、相位调制器等）3. 信号发生器：用于产生信息信号4. 光探测器：用于检测调制后的光信号5. 数据采集与分析系统：用于分析调制信号的频率、幅度和相位变化四、实验步骤1. 搭建实验系统：将光源、调制器、信号发生器、光探测器和数据采集与分析系统连接成一个完整的实验系统。
2. 进行幅度调制实验：a. 设置信号发生器产生一个低频正弦波信号作为信息信号。
b. 将信息信号输入到光调制器，调节调制器参数，使信息信号与载波信号进行AM调制。
c. 将调制后的光信号输入到光探测器，采集调制信号的频率、幅度和相位变化。
3. 进行频率调制实验：a. 设置信号发生器产生一个低频正弦波信号作为信息信号。
b. 将信息信号输入到光调制器，调节调制器参数，使信息信号与载波信号进行FM调制。
c. 将调制后的光信号输入到光探测器，采集调制信号的频率、幅度和相位变化。
4. 分析实验数据：使用数据采集与分析系统对实验数据进行处理和分析，得到调制信号的频率、幅度和相位变化曲线。
五、实验结果与分析1. 幅度调制实验结果：实验结果显示，调制信号的幅度随信息信号的变化而变化，而频率和相位保持不变。
声光效应与声光调制原理实验
【实验名称】 声光效应与声光调制综合实验利用声光效应实现光辐射的调制在光通信、光信息处理、光测量与控制、激光调Q 和锁模等方面有着重要的应用，【实验目的】1.了解声光相互作用的原理和实质2.掌握喇曼－奈斯和布拉格衍射的基本原理和工作特性For personal use only in study and research; not for commercial use3.利用喇曼－奈斯衍射测量声波波长和通过测量各阶衍射强度验证理论的正确性4.5.掌握利用声光调制器传送信号的基本方法【实验原理】1. 弹光效应与弹光系数声光效应指声波对光的衍射现象。
若有一超声波通过某种均匀介质，介质材料在外力作用下发生形变，分子间因相互作用力发生改变而产生相对位移，将引起介质内部密度的起伏或周期变化，密度大的地方折射率大，密度小的地方折射率小，即介质折射率发生周期性改变。
这种由于外力作用而引起介质折射率变化的现象称为弹光效应。
当光波横向通过介质时，介质对光的作用相当于一个衍射光栅，光栅条纹的间隔等于超声波的波长，它将使光束发生偏转，这种在声波场作用下产生的对光波场的调制现象则称为声光效应。
由物理光学，因弹性应变作用导致折射率的改变量是KL ijkl ij S p n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆21 （1）相应的折射率椭球方程11122=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+j i ij ijx x n n （2） 其中KL S 是应变张量矩阵元，[]ijkl p 是四阶张量应变弹光系数张量。
KL S 的具体形式是()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂=k l l K KL x x S γμγμ21 （3） 式中()γμ K 表示位置矢量γ 处的某点相对平衡位置的偏移在k 方向上的投影。
由于弹光效应也是一种二次非线性电极化过程，于是由KL ijkl jj ii ij ij S p n =∆-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆εεε21 （4a ） 得到 KL ijkl jj ii ij S p εεε-=∆ （4b ）因此，在光电场()ωj E 同时存在的情况下，由应变引起的电极化改变量为()()ωεεεωεj KL ijkl jj ii j ij i E S p E P --=∆=∆0 （5）此式给出了电极化场与光电场和应变场之间的关系，明确表示出弹光效应是一种非线性效应，其实质就是两个不同频率光波和一个声波相互作用的过程。
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验 (2)
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验一、实验目的1. 学习电光调制、声光调制、磁光调制的机制及运用。
2. 了解光通信系统的结构。
二、光调制基本原理常用的光调制方式主要有电光调制、声光调制和磁光调制，分别是利用电光效应、声光效应和磁光效应来实现对光的调制的。
1. 电光调制器件工作原理光学介质的电光效应是指，当介质受到外电场作用时，其折射率将随外电场变化，介电系数和折射率都与方向有关，介质的光学特性由原来的各向同性变为各向异性。
目前已发现两种电光效应，一种是泡克耳斯（Pockels ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的一次方成比例；另一种是克尔（Kerr ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的二次方成比例。
利用泡克耳斯效应制成的调制器成为泡克耳斯盒，其中的光学介质为非中心对称的压电晶体。
利用克尔效应制成的调制器称为克尔盒，其中的光学介质为具有电光效应的液体有机化合物。
泡克耳斯盒有纵向调制器和横向调制器两种。
我们实验中使用的是电光晶体为DKDP （磷酸二氘钾）的纵向调制泡克耳斯盒。
不给泡克尔斯盒加电压时，盒中的介质是透明的，各向同性的非偏振光经过起偏器P 后变为振动方向平行于P 光轴的平面偏振光。
通过泡克耳斯盒时，其偏振方向不变，到达检偏器Q 时，因光的振动方向垂直于Q 光轴而被阻挡，所以Q 没有光输出；给泡克耳斯盒加电压时，由于电光效应，盒中介质将具有单轴晶体的光学特性，光轴与电场方向平行。
此时，通过泡克耳斯盒的平面偏振光的振动方向将被改变，从而产生了与Q 光轴方向平行的分量，即Q 有光输出。
Q 输出光的强弱与盒中介质的性质、几何尺寸、外加电压大小有关。
对于结构已确定的泡耳克斯盒来说，若外加电压是周期性变化的，则Q 的光输出也是周期性变化的，由此实现对光的调制。
图1 各个量的方位关系图图1表示的是几个偏振量之间的方位关系，光的传播方向平行于z 轴，M 和N 分别为起偏器P 和检偏器Q 的光轴方向，彼此垂直；α为M 与y 轴的夹角，β为N 与y 轴的夹角，2/πβα=+；外电场使克尔盒中电光介质产生的光轴方向平行于x 轴；o 光垂直于xz 平面，e 光在xz 平面内。
声光调q实验报告
声光调q实验报告1. 实验目的本实验旨在通过声光调q实验，探究声音在空气中的传播规律，并研究声音的频率对声音质量的影响。
2. 实验器材- 调频器- 音叉- 光物体- 麦克风- 音频分析仪3. 实验原理声音是由物质的振动产生的机械波，通过空气传播。
可以用频率（频率越高，声音越尖锐）和振幅（振幅越大，声音越响亮）来定量描述声音。
而光是由电磁波产生的，速度在真空中为光速。
实验中利用调频器生成一定频率的声音信号，并用麦克风接收声音信号。
在调频器中，通过调节不同频率，可产生不同音调的声音。
为了定量分析声音的频率，可使用音频分析仪。
同时，利用光物体产生不同频率的光波，通过研究位于光物体处的探测光电池产生的电流信号来分析光波频率的变化。
4. 实验步骤1. 将音叉固定在一个合适的支架上，使其能够自由振动。
调整调频器的频率，使麦克风接收到音叉振动产生的声音信号。
2. 使用音频分析仪，测量接收到的声音信号的频率，并记录下来。
3. 将光物体放置在光电池前方，调节光物体的频率，使光电池能够接收到光波。
记录下光电池接收到的光波的频率。
4. 分析并比较声音信号和光波信号的频率。
5. 实验结果与分析实验数据如下：信号种类频率（Hz）-声音440光波 5 ×10^14从实验数据中可以得出以下结论：1. 声音频率为440Hz，对应了一个特定的音调，这是因为音叉的振动频率为440Hz。
2. 光波频率为5 ×10^14Hz，这是因为光物体发射的光波频率为5 ×10^14Hz。
3. 声音信号和光波信号的频率相差太大，无法直接比较二者的频率。
6. 结论通过声光调q实验，我们可以观察到声音在空气中的传播规律，并研究声音的频率对声音质量的影响。
实验中，我们调节了声音信号和光波信号的频率，并通过音频分析仪和光电池记录了实验数据。
通过分析实验数据，我们得出了声音信号和光波信号的频率不可直接比较的结论。
实验结果对于深入理解声音和光波的特性以及它们在现实生活中的应用具有重要意义。
声光实验报告
一、实验目的1. 了解声光效应的原理和现象。
2. 掌握声光器件的基本结构和操作方法。
3. 通过实验验证声光效应，分析声光器件的衍射效率、中心频率和带宽等参数。
4. 掌握声光器件在实际应用中的调制、偏转等功能。
二、实验原理声光效应是指当光通过受到超声波扰动的介质时，会发生衍射现象。
超声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性变化，从而导致介质的折射率也发生相应的变化。
当光束通过有超声波的介质后，就会产生衍射现象，这就是声光效应。
在声光效应中，介质内的弹性应变以行波形式随声波一起传播。
由于光速大约是声波的105倍，在光波通过的时间内，介质在空间上的周期变化可看成是固定的。
当超声波在各向同性的介质中传播时，微小应变引起的折射率的变化为：△n = (1/2)β·△u其中，△n为折射率的变化量，β为介质的声光系数，△u为介质应变的变化量。
设声光介质中的超声行波是沿z方向传播的平面纵波，其角频率为ωs，波长为λs，波矢为ks。
入射光为沿z方向传播的平面波，其角频率为ω，在介质中的波长为λ，波矢为k。
介质内的弹性应变也以行波形式随声波一起传播。
当光束垂直入射通过厚度为L的介质时，前后两点的相位差为：△φ = 2π(△n·L/λ)根据衍射原理，光束通过声光介质后，会发生衍射现象。
衍射光相对于入射光的衍射角度θ与声光介质的厚度L、声光系数β、声波频率fs、光波频率f、光波长λ和衍射级次m之间的关系为：sinθ = (m·λs/2L)·(β/2·f)其中，m为衍射级次。
三、实验仪器与材料1. 声光效应实验装置：包括声光介质、声光控制器、光源、光探测器、示波器等。
2. 声光介质：各向同性的声光介质，如KDP、LiNbO3等。
3. 声光控制器：用于控制声光介质的超声行波参数，如频率、幅度等。
4. 光源：激光器，如He-Ne激光器。
5. 光探测器：光电倍增管，用于检测衍射光强度。
电装实训声光控制实验报告
一、实验目的1. 理解声光效应的基本原理及其在电装实训中的应用。
2. 掌握声光控制系统的搭建方法，包括声光调制器、声光偏转器等器件的连接与调试。
3. 通过实验验证声光效应在控制激光束频率、方向和强度方面的有效性。
4. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实验原理声光效应是指当超声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性变化，从而导致介质的折射率发生相应的变化。
当光束通过有超声波的介质后，就会产生衍射现象，这种现象称为声光效应。
利用声光效应，我们可以控制激光束的频率、方向和强度。
实验中，我们搭建了一个声光控制系统，包括声光调制器、声光偏转器、激光器、探测器等器件。
当超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，从而产生一个相位光栅。
当激光束通过这个相位光栅时，就会产生衍射现象，从而实现对激光束的控制。
三、实验器材1. 声光调制器2. 声光偏转器3. 激光器4. 探测器5. 光路系统6. 调制信号发生器7. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 搭建实验装置：按照实验原理图，连接声光调制器、声光偏转器、激光器、探测器等器件，搭建光路系统。
2. 调试系统：调整光路系统，确保激光束能够顺利通过声光调制器和声光偏转器。
3. 调制信号输入：将调制信号发生器产生的信号输入到声光调制器，实现对激光束的调制。
4. 测量衍射光强：调整声光偏转器，使衍射光强达到最大值，并记录相关数据。
5. 数据分析：利用数据采集与分析软件，对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 声光调制实验：当调制信号发生器产生不同的调制信号时，激光束的强度也随之发生变化。
通过实验，我们验证了声光调制器在控制激光束强度方面的有效性。
2. 声光偏转实验：当调整声光偏转器时，衍射光强的分布也随之发生变化。
通过实验，我们验证了声光偏转器在控制激光束方向方面的有效性。
3. 数据分析：通过对实验数据的分析，我们得出以下结论：1. 声光调制器的调制效率与调制信号的频率和幅度有关。
试验2声光调制与声光偏转
实验报告课程名称： 2011-2012光信息综合实验 指导老师： 林远芳实验名称： 声光调制与声光偏转 实验类型：综合型 同组学生姓名：一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、主要仪器设备、操作方法和实验步骤 四、实验结果记录、数据处理分析 五、思考题 六、实验中遇到的问题，心得体会，意见和建议一、实验目的和要求1、了解声光相互作用原理。
2、观察拉曼－奈斯衍射和布拉格衍射现象。
3、研究声光调制和声光偏转的特性。
二、实验内容和原理1、拉曼－奈斯声光衍射声波强度较弱且声光相互作用长度较短的情况下，产生多级衍射。
光束通过声光介质方向改变小，仍可将出射波看成是平面波，但声波通过媒质时，波的相位在空间将受到调制，声光媒质犹如一块相位光栅。
2、布拉格声光衍射布拉格声光衍射产生一个较强的第一级衍射，此时纵声波通过声光介质可以看作间距为声波波长的一排排反射层，由光栅方程得布拉格衍射条件为：Bi θθθ==；s B mk k =θsin 2即ss B n k k λλθ22sin ==表明出射波中只有唯一的一个峰。
又由于声波波面的运动，衍射光的频率要产生频移，可将声波面理解为运动的光源或运动的光接收器，它们的运动方向都使光频增加或缩小。
3、区分两种衍射的定量标准从理论上说，拉曼－奈斯衍射和布拉格衍射是在改变光衍射参数时出现的两种极端情况。
影响出现两种衍射情况的主要参数是，声波长λs 、入射角θi 及声光作用距离L 。
为了给出区分两种衍射的定量标准，特引入参数G 来表征，即-2ωs-1 ω-ωs+2 ωsω+ωs ωz超声波布喇格衍射波 ）入射波 （ω ）is ii i s n Lk L k G θλπλθcos 2cos 22== 当L 小且λs 大时，为拉曼－奈斯衍射；当L 大且λs 小时，为布拉格衍射。
经过多年的实践，现已普遍采用下列定量标准：拉曼－奈斯衍射区： π<G布拉格衍射区：π4≥G 为了便于应用，又引入量：i s i is n nL λλλθλ220cos ≈=，则 02L L G π=。
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声光调制实验
一.实验目的
1.理解声光作用和声光调制器的基本原理.
2.掌握及调制出布拉格衍射.
3.观察交流信号及音频信号调制特性.
二.实验仪器
可调半导体激光、声光晶体盒、声光调制电源及滑座和旋转平台.
三.实验原理
1.声光互作用
声光互作用效应是当超声波传到声光介质内，声光介质发生形变，导致介质的光学性能
产生改变，即介质的折射率发生变化的现象。在超声波的作用下，声光介质的光学折射率发
生空间周期性的变化，相当于介质内形成了一个折射率光栅，当激光通过介质是发生衍射。
声光衍射使光波在通过介质后的光学特性发生改变，即光波的传播方向，强度，相位，频率
发生了改变。
2.声光器件的基本原理
声光调制的工作原理：声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波的一种物理过程。调
制信号是以信号( 调辐) 形式作用于电- 声换能器上，电- 声换能器将相应的电信号转化为
变化的超声场，当光波通声光介质时，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。分拉曼—纳斯型声光调制器和布拉格声光调制器。拉曼—纳斯型声光调制
器特点：工作声源频率低于 10MHz只限于低频工作，带宽较小。布拉格声光调制器特点：衍
射效率高，调制带宽较宽。其中调制带宽是声光调制器的一个重要参量，它是衡量能否无畸
变地传输信息的一个重要指标，它受布拉格带宽的限制。对于给定入射角和波长的光波，只
有一个确定的频率和波矢的声波才能满足布拉格条件。当采用有限的发散光束和声波场时，
波束的有限角将会扩展，因此，在一个有限的声频范围内才能产生布拉格衍射。
3.拉曼—纳斯衍射和布拉格衍射
（1）布拉格衍射
当声波频率较高，声波作用长度较大，而且光束与声波波面间以一定的角斜入射时，光
波在介质中要穿过多个声波面，故介质具有“体光栅”的性质。当入射光与声波面间夹角满
足一定条件时，介质内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现0 级和
+1 级或（-1 级）（视入射光的方向而定）衍射光，即产生布拉格衍射。因此，若能合理选
择参数，并使超声场足够强，可使入射光能量几乎全部转移到+1 级（或-1 级）衍射极值。
因而光束能量可以得到充分利用，所以，利用布拉格衍射效应制成的声光器件可以获得较高
的效率。
（2）、拉曼—纳斯衍射
当超声频率较低，光波平行于声波面入射（即垂直于声场传播方向），声光互作用长度较短
时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看做为相对
静止的“平面相位光栅”，产生拉曼—纳斯衍射。由于声速比光速小得多，而且声波长 比光
波长 大得多，当光波平行通过介质时，几乎不通过声波面，因此只受到相位调制，即通过
光密（折射率大）部分的光波波阵面将推迟，而通过光疏（折射率小）部分的光波波阵面将
超前，于是通过声光介质的平面波波阵面出现凹凸现象，变成一个折皱曲面。由出射波阵面
上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉
曼—纳斯衍射。
四.实验内容及注意事项
1.观察声光调制的衍射现象
（1）调节激光束亮度，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；
（2）打开声光调制电压，此时以80MHz为中心频率的超声波开始对声光晶体进行调
制；
（3）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；
（4）仔细调节光束对声光调制器的角度，当+1级或-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：控制电压为一定值；入射激光必须以特定的布拉格角度入射。
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。加载器把直流偏压器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，在示波器可以看到被调制的激光的正弦波，测出示
波器信号波的相对幅度。
3.声光调制与光通讯演示
在驱动源输入端加入外调制信号（如音频信号），则衍射光强将随次信号变化，从而达
到控制激光输出特性的目的。
4.计算声光调制偏转角
定义一级光和0级光间的距离为d，声光调制器到接受孔之间的距离为L，由于L》d,
即可求出声光调制的偏转角=d/L。
注意事项;
1.调整光电探测器的高度，使得激光束落在光电探测器中心。
2.将声光调制器的通过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
小孔。
3.做实验时应注意光强从弱到强，避免刚开始激光过强。
4.注意布拉格衍射必须以一定的角度入射，注意调节偏转器及后来微调激光器。
五.思考题
1.声光器件在实际中有何广泛应用?
2.声光器件相比较其他同类型产品有什么优势?