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聲光調(diào)制器的相關(guān)知識介紹

更新時間:2021-01-08 點擊次數(shù):2084
  聲光調(diào)制是利用聲光效應將信息加載于光頻載波上的一種物理過程。調(diào)制信號是以電信號(調(diào)幅)形式作用于電聲換能器上,再轉(zhuǎn)化為以電信號形式變化的超聲場,當光波通過聲光介質(zhì)時,由于聲光作用,使光載波受到調(diào)制而成為“攜帶”信息的強度調(diào)制波。
 
無論是拉曼-納斯衍射,還是布拉格衍射,其衍射效率均與附加相位延遲因子
 有關(guān),而其中聲致折射率差Δn正比于彈性應變S幅值,而S正比于聲功率Ps,故當聲波場受到信號的調(diào)制使聲波振幅隨之變化時,衍射光強也將隨之做相應的變化。布拉格聲光調(diào)制特性曲線與電光強度調(diào)制相似,如右圖所示。可以看出:衍射效率ηs與超聲功率Ps是非線性調(diào)制曲線形式,為了使調(diào)制波不發(fā)生畸變,則需要加超聲偏置,使其工作在線性較好的區(qū)域。
對于拉曼-納斯型衍射,工作聲源率低于10MHz,右圖(a)出了這種調(diào)制器的工作原理,其各級衍射光強為
 的倍數(shù)。若取某一級衍射光作為輸出,可利用光闌將其他各級的衍射光遮擋,則從光闌孔出射的光束就是一個隨
 變化的調(diào)制光。由于拉曼-納斯型衍射效率低,光能利用率也低,當工作頻率較高時,乘余的作用區(qū)長度L太小,要求的聲功率很高,因此拉曼-納斯型聲光調(diào)制器只限于在低頻工作,只具有有限的帶寬。
  對于布拉格型衍射,其衍射效率給出。布拉格型聲光調(diào)制器工作原理如右圖(b)所示。在聲功率Ps(或聲強Is)較小的情況下,衍射效率ηs隨聲強度Is單調(diào)地增加(呈線性關(guān)系),則
 
  式中,cosθb因子是考慮了布拉格角對聲光作用的影響。因此,若對聲強加以調(diào)制,衍射光強也就受到了調(diào)制。布拉格衍射必須使光束以布拉格角θb入射,同時在相對于聲波陣面對稱方向接收衍射光束時,才能得到滿意的結(jié)果。布拉格衍射由于效率高,且調(diào)制帶寬較寬,故多被采用。

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