声光调制实验装置说明书

声光调制实验

一、用途

声光调制是高等院校实验教学仪器，主要用于现代物理实验、光学实验和声光调制实验。将调制电压加载到光波上的技术叫光调制技术。利用声光效应实现的调制叫声光调制。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。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。

二、结构

本仪器由可调半导体激光器做光源，声光晶体盒、声光调制电源箱及滑座和

旋转平台等组成。见下图:

5 （）7 V 9 10

1.调平底脚

2.导轨

3.滑座

4.四维调整架

5.半导体激光器

6.声光晶体盒

7.旋转平台8.小孔光阑9.横向滑座10.光电探测器

三、技术参数

(1)声光调制器

声光介质：钼酸铅晶体换能器介质：铌酸锂晶体

通光口径：1mm

中心频率：80MHz

衍射效率：〉70%

半导体激光电源

(2)激光光源

(3)激光波长650nm

0~可调

(4)光功率输出

AC220v 22v 50Hz

(5)交流电源

(6)环境温度0~ 40C

四、主要功能特点及实验项目

1、观察声光调制的衍射现象

调节激光束的亮度，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；

此时以80MHz 为中心频率的超声波开始对声光晶体进行打开声光调制电压，

调制；

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；

仔细调节光束对声光调制器的角度，当+1级(或者－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：布拉格衍射一级衍射达到极值的条件是：1)控制电压为一特定的值；2)

入射激光必须以特定的角度布拉格角 a 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。加法器把直流偏压和信号发生器 的交流电压叠加在一起输出到线性声光调制器上，在示波器上可看到被调制的 半导体激光的正弦波，测出示波器上信号波的相对幅度。改变直流偏压的大小 或增加信号发生器的信号强度，观察输出波形的调制特性。

3、声光调制与光通讯实验演示

在驱动源输入端加入外调制信号（如音频信号、文字和图像等），则衍射光强

2v 时的下失真波形 时的上失真波形

时的不失真波形 时的上下失真波形

将随次信号变化，从而达到控制激光输出特性的目的，实现模拟光通信和图像 处理。

时的不失真音频信号 4v 时的失真音频信号

图8

4、 测量声光调制器的衍射效率

定义：在作用距离L 处衍射光强和入射光强之比为声光衍射效率。衍射效率

1 d max

I 0 ，其中为最大衍射光强，为0级光强。

5、 计算声光调制偏转角

定义1级光和0级光间的距离为d ,声光调制器到接收孔之间的距离为

L 由 于L 〉〉d ，即可求出声光调制的偏转角： L

6、测量超声波的波速

将求出的一起带入上式即可求得 五、仪器使用与调整 1在光具座的滑座上放置好激光器和光电接收器，并安装好声光调制器的载

物台；

2按系统连接方法将激光器、声光调制器、光电接收器等组件连接到声光调

V s 将超声波频率F ，偏转角与激光波长代入 F

d

，其中 F=80MHz

650nm

制电源箱；

3 光路准直： 打开电源开关， 接通激光电源， 调节电源箱上的激光强度旋钮， 使激光束得到足够强度。用小孔光阑来调整光路，先将半导体激光器放置在导 轨零点处锁定，把小孔光阑拉到激光器附近，调整四维调整架的左和上旋钮， 使激光束通过小孔，再把小孔光阑拉远一些，基本是声光调制器放置的位置， 旋转四维调整架上的右和下旋钮，使激光束通过小孔，反复调节，使得一定距 离内激光束是平行光；

4 将声光调制器的通光孔置于载物平台的中心位置，调整好高度，使得激光 束刚好通过通光孔；

5 把小孔光阑放置在带横向微动的滑座上，调整好小孔光阑的高度，使得光 束放好通过小孔；

6 调整光电探测器的高度，使得激光束落在光电探测器中心 六 仪器成套性

1调平底脚 ...................................................... 四个 2导 轨 ......................................................... 一根 3滑 座 ......................................................... 二个 4 四维调整架

5 半导体激光器

6 声光晶体盒及导线

7 旋转平台 8小孔光栏 ....................................................... 一个 9横向滑座 ....................................................... 二个 10光电探测器…

11 声光调制电源箱

12 带 Q9 插头导线

六、 注意事项 一个 一个 各一个 一个 一个 一台 二根