声光调制实验(通达)

数据记录
• 一级衍射光强的最大值为Idmax，取表格里面 最大值当做一级衍射光强的最大值 • 0级衍射光强为I0 • 注意单位：角度rad，光强V • 计算衍射效率 • 计算超声波的波速
数据记录
• 2、声光调制频率偏转特性(做θd～F曲线 ) • 零级光：位置d0= ，光强 I0 = ； • 声光调制器与接收孔间的距离L= 。
载波频率F(MHz)
一级衍射光位置d1 距离d=| d1 - d0 | 偏转角θd≈ d/L 一级衍射光光强Id
80
90
100
110
120
• F=80~120MHz ，调制加载关闭 • “载波频率、幅度调节”功能区按键改变载波频 率
YⅠ YⅡ
实验步骤
• 1、系统连接 • 2、光路准直，光电接受器外表面须和导轨 垂直 • 3、调到布拉格衍射状态，使出现最强一级 衍射光（记录0级光位置，初始0级光强应 调到5到5.7后再开始测量数据） • 4、声光调制幅度特性测试(Id ～ Um ,载波 幅度越大,一级衍射光越明显) • 5、声光调制频率偏转特性测试（θd ～F ）
布拉格衍射
F Sin wenku.baidu.com 2 s
• （式中F与VS分别为超声波的频率与速度， 为光波的波长） • 当满足入射角θi较小，且θi= θB的布拉格衍 射条件下，此时有最强的正一级（或负一 级）的衍射光呈现。
偏转角
• 入射（掠射）角θi与衍射角θB之和称为偏转 角θd K
d i B 2 B
声光调制实验
• • • 测量声光效应的幅度特性； 测量声光效应的偏转特性。 相关参数的计算。
声光效应
• 声光效应：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。
声光调制的原理
声波吸收器 衍射光
i
d
B
入射光 声光介质 声波 换能器 射频信号
k F
s
Vs
• 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： F Vs • d
声光调制实验系统框图
信号输出 （扩展用）
激光器
声光晶体
光电接收 线阵
光电信号 解调输出
信号 解调输出
主控单元 超声载波信号源 载波频率指示 激光电源 载波幅度指示 外接调制信号 或音频信号 调制信号源 接收光强指示 解调波 调制波
数据记录
• 1、声光调制幅度特性(做Id ～ Um 曲线)
载波幅度Um（V） 0 0.5 1 1.5 2 2.5
一级衍射光光强Id
载波幅度Um（V） 3 3.5 4 4.5 5 5.5
一级衍射光光强Id • • • • F=100MHz ，调节θi，直到出现布拉格衍射状态 调制加载打开 Um 为调制信号幅度（峰峰值），示波器上读数 Id为一级衍射光光强，主机上读数，注意单位