浙江大学光信息综合实验 实验4 声光调制与声光偏转
声光调制实验报告
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。
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。
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=。
声光调制实验
声光调制实验【实验目的】1、了解声光调制实验原理;2、研究声场与光场相互作用的物理过程;3、测量声光效应的幅度特性与偏转特性。
【实验仪器及装置】声光调制实验仪(半导体激光器、声光调制晶体、光电接收等)、示波器。
图5、1 所示为声光调制实验仪的结构框图。
由图可见,声光调制实验系统由光路与电路两大单元组成。
图5、1 声光调制实验系统框图一、光路系统由激光管(L)、声光调制晶体(AOM)与光电接收(R)、CCD接收等单元组装在精密光具座上,构成声光调制仪的光路系统。
二、电路系统除光电转换接收部件外,其余电路单元全部组装在同一主控单元之中。
图5、2 主控单元前面板图5、2为电路单元的仪器前面板图,各控制部件的作用如下:•电源开关控制主电源,按通时开关指示灯亮,同时对半导体激光器供电。
•解调输出插座解调信号的输出插座,可送示波器显示。
•解调幅度旋钮用于调节解调监听与信号输出的幅度。
•载波幅度旋钮用于调节声光调制的超声信号功率。
•载波选择开关用于对声光调制超声源的选择:关——无声光调制80MHz——使用80MHz晶振的声光调制Ⅰ——60～80MHz 声光调制Ⅱ——80～100MHz 声光调制•载波频率旋钮用以调节声光调制的超声信号频率。
•调制监视插座将调制信号输出到示波器显示的插座。
(输出波形既可与解调信号进行比较,也可呈现出射光的能量分布状态)•外调输入插座用于对声光调制的载波信号进行音频调制的插座。
(插入外来信号时1kHz内置的音频信号自动断开)•调制幅度旋钮用以调节音频调制信号的幅度。
•接收光强指示数字显示经光电转换后光信号大小。
•载波电压指示数字显示声光调制的超声信号幅度。
•载波频率指示数字显示声光调制的超声信号频率。
图5、3 控制单元后面板图5、3为电路单元的仪器后面板图,板面各插座的功能如下:•交流电源右侧下部为标准三芯电源插座,用以连接220V交流市电,插座上方系保护电源用的熔丝。
•至接收器与光电接收器连接的接口插座。
声光偏转器和声光调制器的基本原理
声光偏转器和声光调制器的基本原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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声光调制工作原理
声光调制工作原理声光调制呀，就像是一场光和声音的奇妙舞蹈呢。
咱先来说说声光效应吧。
声光效应简单理解就是光和声波之间相互作用的一种现象。
想象一下，声波就像在一个介质里捣乱的小调皮，这个介质可以是晶体之类的东西哦。
当声波在这个介质里传播的时候，它就会让这个介质的密度产生周期性的变化。
这就好比在平静的湖面上，突然有规律地泛起一圈圈涟漪。
而光呢，在这个时候就像是一个小心翼翼走路的小仙子，介质密度的变化就会影响光的传播路径啦。
那这具体是怎么影响的呢？光在均匀介质里本来是沿着直线传播的，就像我们走路沿着直道走一样。
可是一旦有了声波引起的介质密度变化，光就像是走进了一个迷宫。
光会发生衍射现象，就像光被分成了好多小分身一样。
如果把光想象成一群小蚂蚁，原本整齐地排着队直线前进，现在因为声波造成的“路况”变化，就开始分散着走不同的路线啦。
再来说说声光调制器的结构。
一般呢，会有一个能产生声波的装置，这个装置就像是一个小鼓手，能有节奏地敲打出声波。
然后还有一个用来传播光的通道，光就从这里经过。
当声波产生后，在传播光的介质里兴风作浪，光就被调制啦。
声光调制的原理在很多地方都超级有用哦。
比如说在通信领域。
我们现在都离不开通信，声光调制就像是一个小魔法师，把信息加载到光上。
怎么加载的呢？就是通过改变声波的频率或者强度等参数，就像给光穿上了不同的衣服，这些不同的衣服就代表着不同的信息。
光带着这些信息就可以快速地在光纤里传输啦。
在激光技术里，声光调制也有大作用。
激光就像一把超级厉害的剑，声光调制可以控制这把剑的强度、方向等。
比如说，通过声光调制可以让激光按照我们想要的方式进行扫描，就像拿着剑在空中画出我们想要的图案一样。
而且呀，声光调制在成像方面也有独特的贡献。
它可以提高成像的分辨率，就像给我们的眼睛戴上了一副超级清晰的眼镜。
让我们能够看到更细微的东西，这对于科学研究、医学检查之类的可太重要啦。
比如说在显微镜下观察细胞，声光调制后的成像可以让我们看到细胞内部更细致的结构，那些原本看不清楚的小细胞器之类的，就像被灯光照亮的小宝藏一样呈现在我们眼前。
声光调制器工作原理
声光调制器工作原理
声光调制器是一种设备，用于将声音信号转换为光学信号。
它的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 声音输入：声光调制器接收来自外部的声音信号作为输入。
这可以是来自麦克风、音频播放器等设备的电信号。
2. 电信号放大：接收到的声音信号经过电信号放大器进行放大，以增加信号强度。
3. 信号调制：放大后的信号被送入声光调制器中的声光转换器。
这个转换器使用一种特殊的材料，通常是压电晶体，它可以根据输入的电信号改变光学特性。
电信号的变化会导致晶体的振动，从而改变晶体中的折射率。
4. 光学信号输出：振动的晶体会导致经过其的光的折射率发生变化，从而改变光的传播方向。
这个变化后的光经过出射透镜后成为输出光信号。
光的强度和方向的变化与输入声音信号的特性有关。
5. 光信号应用：输出光信号可以使用光纤进行传输，也可以直接用于光学设备中。
例如，输出光信号可以用于激光通信、光电话筒等应用中。
总之，声光调制器的工作原理是通过将声音信号转换为电信号，并将电信号调制到光学材料上，从而生成对应的光学信号输出。
声光调制器工作原理
声光调制器工作原理
声光调制器（acousto-optic modulator，AOM）是一种能够将高频声波转化为光学信号的设备。
其主要应用领域包括通信、成像、激光
器等领域。
其工作原理基于声光效应和布拉格散射原理。
下面将详细
介绍声光调制器的工作原理。
首先，声光调制器中有一个压电晶体，当加上一个变化频率的电场时，会产生对应频率的声波。
这些声波通过声波沿晶体传播，并通过声波
区域到达光纤的出口处。
其次，当高能激光束通过晶体时，它与固体产生碰撞，导致局部折射
率的变化。
这个变化随着声波和激光束的相互作用而产生。
当激光束
的频率与声波的频率相等时，声光调制器发生布拉格散射，从而使激
光束反射回来。
最后，声光调制器内部的光学阻挡装置可以控制激光束的反射/透射比率。
这个阻挡装置可以通过调整声波的幅度来控制。
总之，声光调制器是一种高频声波和激光束相互作用的设备，其工作
原理基于声光效应和布拉格散射原理。
声光调制器的应用非常广泛，
包括通信、成像、激光器等领域，可以大大提高设备的性能。
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=。
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。
实验四 光源及光调制解调实验
实验四光源及光调制解调实验
一、实验目的：
了解光调制解调的原理
二、基本原理：
请自己补充
三、需用器件与单元：
光调制解调实验模板、主机箱、光发射管、光接收管
四、实验步骤：
1 可见光的脉冲调制
（1）按照图9—1接线：在光脉冲调制实验部分，将光发射管探头的两个插孔与光电器件实验模板的光发射的输入插孔相
连，光接收探头的两个插孔与实验模板的光接收输入口相
连。
再将实验模板的Vcc+5V电源和“⊥”插孔与主机箱的
+5V电源和“⊥”的插孔相连。
图4-1 光脉冲调制
（2）打开主机箱电源，将两个探头（发射和接收探头）对准，可以看到实验模板上的输入脉冲指示和输出脉冲指示一起
发亮。
如果两个探头中间被挡住或没有对准，不同时发光。
2用声音调制可见光
按图4—2接线：将光脉冲实验的接线相应的移到光音频调制实验上，对准发射管和接收管的光路，对准实验模板上的话筒讲话，调节音频调制强度和灵敏度电位器旋扭，使模板上的扬声器发出说话声实现了光调制，灯干扰或其它光线干扰时，需要加上遮光筒挡住外界的杂散光的干扰。
若用纸或手挡住光路，再对着话筒讲话时，模板上的扬声器不发出声音，调制中止。
图4-2 声音调制
*试分析光的脉冲调制和声调制改变光波电场强度什么参数？。
声光调制与声光偏转
声光调制与声光偏转一、喇曼声光衍射1．喇曼声光器件⑴产生喇曼声光衍射，中心频率：40MHZ，He-Ne激光正入射。
⑵工作状态：a．直流稳压电源 +24V。
*）将正极（+）接在驱动源串芯电容中心，负极（-）接焊片接上声光器件。
*）驱动电源的RF端Qob．开启直流稳压电源+24V，此时能看到喇曼声光衍射图案。
注意：*）驱动电源开启即为+24V，无需调整；*）正负极不能接反，否则烧坏声光器件。
⑶调出最佳衍射现象He-Ne激光正入射在喇曼声光器件上，上、下、左、右调整得最佳衍射现象。
2．实验内容：⑴观察屏上衍射分布，并记录；⑵设计光路，按相干光学成像系统，找到清晰的声光栅像，记录调整步骤及声光栅象；⑶在频谱面（透镜焦面上）测量各谱点的分布，求出相应级次的衍射角及相对强度，求出声波波长（光栅栅距）。
二、布喇格声光衍射1．布喇格声光器件⑴产生布喇格声光衍射，中心频率：100MHZ⑵工作状态：a．直流稳压电源电压调至+24V与0～5V，（在双路直流稳压电源上）。
b．+24V电压接在声光驱动源（线性调制声光调制器）正极串芯电容中心，负极处。
c．+5V负极电源可与+24V负极相连接，接入0～5V Qod．检查连接无误后，开启电源。
注意：*）电源电压不得超过24V，线性电压不得超过+5V。
*）电源开启前必须接上声光器件。
2．实验内容：⑴．声光调制①接好驱动源，直流稳压电源后，开启电源，上、下、左、右调整，使出现布喇格衍射，以Q布入射时，0级或1级光最强。
②调节0～5V电源，随着电压从0逐渐升高，声光衍射的1级光强也随之增高，测量输出光强与升加电压的关系曲线，完成光强调制特性测试。
⑵声光偏转③声光偏转特性*）关闭直流稳压电源开关，用宽带高频放大器换下线性调制器。
a）将直流稳压电源电压调到+24V上，+24V电压正极接在串芯电容中心，负极接b．宽带高频放大器输出端RF接在布喇格声光器件上或带负载上，将高频信号发生器输出端接在宽带高频放大器输入端上。
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3.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 ij x 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 表示位臵矢量γ处的某点相对平衡位臵的偏移在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 ijij 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()()ωεεεωεjKL ijkl jjii jij i ES p EP --=∆=∆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。
声光调制器原理
声光调制器原理
声光调制器是一种将声音信号转换成光信号的装置，它的原理基于光弹效应与声光效应的相互作用。
光弹效应是指光与介质中的机械振动相互作用时，会发生能量转移和动量转移。
当声波通过一个光引导介质（如光纤）时，光波与声波之间会发生光弹相互作用。
声光效应是指当声波通过一个有非线性光学特性的介质时，声压波会导致介质中的折射率随声波而发生变化，从而改变光的传播特性。
这个效应可通过布尔杰·福尔茨效应来解释：当声
波通过一个非中心对称的介质时，介质中的电场会被声波压缩或展开，导致折射率的变化，进而改变光的传播速度。
利用光声效应，声光调制器可以将声音信号转换成光信号。
它通常由一个光源，一个声波发生器和一个光探测器组成。
当声波发生器产生声波时，声波通过光引导介质传播，声波的压力变化导致介质中的折射率发生变化，从而改变光的传播速度。
光探测器可以探测这个光信号的变化，并转化成相应的电信号，再经过放大和处理，最后可以得到与原始声音信号相似的电信号。
声光调制器具有快速响应、线性度好、带宽宽、无串音干扰等特点，广泛应用于声光传感器、通信系统、光纤通信等领域。
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。
声光调制实验
成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：物理光学 实验题目：声光调制实验 一、实验目的和任务1、 观察声光调制的偏转现象2、 测试声光调制的幅度特性 3 、显示声光调制偏转曲线4、 观察声光调制随频率偏转现象5、 测试声光调制频率偏转特性6、 测量声光调制器的衍射效率7、 测量超声波的波速 &声光调制与光通讯实验演示、实验仪器及器件声光调制实验仪班级:学号:学生:指导教师:图1声光调制实验仪装置三、实验容及原理声光调制原理：当声波在某些介质中传播时，会随时间与空间的周期性的弹性应变，造成介质密度（或光折射率）的周期变化。
介质随超声应变与折射率变化的这一特性，可使光在介质中传播时发生衍射，从而产生声光效应：存在于超声波中的此类介质可视为一种由声波形成的位相光栅（称为声光栅），其光栅的栅距（光栅常数）即为声波波长。
当一束平行光束通过声光介质时，光波就会被该声光栅所衍射而改变光的传播方向，并使光强在空间作重新分布。
声光器件由声光介质和换能器两部分组成。
前者常用的有钼酸铅（PM、氧化碲等，后者为由射频压电换能器组成的超声波发生器。
如图1所示为声光调制原理图。
声波吸收器理论分析指出，当入射角（入射光与超声波面间的夹角）i满足以下条件时，衍射光最强。
由此可见，当声波频率F 改变时，衍射光的方向亦将随之线性地改变。
同时由此也可求得超声波在介质中的传播速度为:(4)四、实验步骤1、观察声光调制的偏转现象（1）调节激光束的亮度，使在像屏中心有明晰的光点呈现，此即为声光调制的 0级光斑。
sin i N乙拳N 2k 临(1)式中N 为衍射光的级数,、k 分别为入射光的波长和波数k —，s与K 分别为超声2波的波长和波数K -声光衍射主要分为布拉格（Bragg ）衍射和喇曼-奈斯（Raman-Nath 衍射两种类型。
前者通常声频较高，声光作用程较长；后者则反之。
由于布拉格衍射效率较高，故一般声光器 件主要工作在仅出现一级光（N=1）的布拉格区。