聲光移頻器技術特性

聲光原理在很早之前就已經為人所知了，但是聲光器件真正的發展和長足的進步是隨著激光技術的飛速發展才帶動的，在實際的應用中聲光器件一般是作為整個光學系統中的一個部件來進行使用，聲光器件包括Q開關，鎖模器，聲光調制器（AOM），聲光偏轉器（AODF），聲光移頻器（AOFS），聲光可調諧濾波器（AOTF）。

聲光設備本質上是一個光學單元（晶體）的其中一個面與一個射頻信號發生器（產生10-100MHz級別的超聲波）相連接而組成的一個器件，由于光的彈性效應，超聲波對介質的折射率產生正弦擾動，使得介質折射率有了周期性變化，形成了體光柵結構，光柵的周期由聲速和頻率決定，當光波長跟驅動器頻率匹配時，光和光柵相互作用，行程強的一級衍射效應。

聲光移頻器是利用聲光互作用來獲得光的移頻，聲光移頻器的主要特性參量有三個：一級衍射效率、移頻帶寬、移頻精度或頻率穩定度。為了提高聲光移頻器輸出光的衍射效率和移頻帶寬，聲光器件必須工作在布拉格衍射模式；提高壓電換能器帶寬，采取超聲跟蹤以提高布拉格帶寬和解決帶寬阻抗匹配技術。聲光移頻器的移頻量和移頻精度主要由驅動電功率信號決定，聲光器件本身對頻率基本沒有影響，所以為保證聲光移頻器的移頻精度或頻率穩定度，驅動源必須采用高穩定度的晶體振蕩器或高穩定性的功率信號源。

聲光移頻器AOFS主要用來做光束中心頻率的調節，由于多普勒效應，可以使得光束頻率增加或者減少一定頻率，增加和減少的頻率由超聲波射頻驅動所決定，頻率可以在一定范圍內調節。超聲波射頻驅動器的輸出頻率范圍大概是幾十到上百兆赫茲的水平，所以在使用單臺的聲光移頻器的移頻范圍就是幾十兆赫茲，可以是光束原有頻率加幾十兆赫茲（正一級光）或者減少幾十兆赫茲（負一級光）。可見光本身是頻率是遠高于聲光移頻器產生的頻率的，所以在光束顏色上人眼是看不出變化的。

那么如果想要移動比如3兆赫茲這種或者更小的頻率的話那么我們需要兩臺聲光移頻器連用來做差頻，第一臺聲光移頻器的正一級光進入第二臺聲光移頻器，調節角度使能量集中在負一極光上，這樣產生的光束中心頻率的改變量就是兩臺聲光移頻器的差值，這樣可以實現光束中心波長更精細（單臺頻率調節步進為35khz），范圍更大的調節。

聲光移頻器作為一個器件，在各種實驗場景中有著眾多的應用，比如在冷原子方面，通常會搭配可調諧激光器，先使用可調諧激光器調節激光頻率，最后再使用聲光移頻器去移頻和鎖定到相對應的波長上就可以，此外，聲光移頻器在多普勒測速以及外差干涉檢測方面也有著許多的應用。