聲光調(diào)制器的原理及衍射效率

聲光調(diào)制是基于聲光效應(yīng)而實現(xiàn)的。聲光調(diào)制器由聲光介質(zhì)、電-聲換能器、吸聲(或反射)裝置及驅(qū)動電源等組成。

聲光介質(zhì)是指聲光相互作用的區(qū)域。當一束光通過變化的聲場時，由于光和超聲場的相互作用，其出射光就具有隨時間而變化的各級衍射光，利用衍射光的強度隨超聲波強度的變化而變化的性質(zhì)，就可以制成光強度調(diào)制器。

電-聲換能器(又稱超聲發(fā)生器)可以利用某些壓電晶體(如石英、LiNbO3等)或壓電半導(dǎo)體(如CdS、ZnO等)的反壓電效應(yīng)，在外加電場作用下產(chǎn)生機械振動而形成超聲波，因此它起著將調(diào)制的電功率轉(zhuǎn)換成聲功率的作用。

吸聲(或反射)裝置放置在超聲源的對面，用以吸收已通過介質(zhì)的聲波(工作于行波狀態(tài))，以免返回介質(zhì)產(chǎn)生干擾，但要使超聲場為駐波狀態(tài)，則需要將吸聲裝置換成聲反射裝置。

驅(qū)動電源用以產(chǎn)生調(diào)制電信號施加于電聲換能器的兩端電極上，驅(qū)動聲光調(diào)制器(換能器)工作。

聲光調(diào)制器的另一重要參量是衍射效率。根據(jù)聲光晶體的相關(guān)知識，要得到100%的調(diào)制所需要的聲強度為

若要表示所需的聲功率，則為

可見，聲光材料的品質(zhì)因數(shù)M2越大，欲獲得100%的衍射效率所需要的聲功率越小。而且電 聲換能器的截面應(yīng)做得長(L大)而窄(H小)。然而，長度L的增大雖然對提高衍射效率有利，但會導(dǎo)致調(diào)制帶寬的減小(因為聲束發(fā)散角δφ與L成反比，δφ值小意味著小的調(diào)制帶寬)。令 ，帶寬可寫成

由此解出L，并應(yīng)用聲光晶體的相關(guān)知識可得

式中，f0為聲中心頻率()。引入因子 ，M1為表征聲光材料的調(diào)制帶寬特性的品質(zhì)因數(shù)。M1值越大，聲光材料制成的調(diào)制器所允許的調(diào)制帶寬越大。

新特光電提供的聲光調(diào)制器覆蓋從紫外到中紅外波段波長。產(chǎn)品具有調(diào)制帶寬范圍大、上升時間短、損傷閾值高、消光比高（可高達60dB）等優(yōu)勢。針對一些特定的科研和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，內(nèi)部集成有射頻驅(qū)動電路的聲光調(diào)制器使系統(tǒng)集成更加便利、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。