声光调制实验装置说明书样本

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

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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 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 650nm

0 〜2.5mW 可调 AC220v 22v 50Hz

四、主要功能特点及实验项目

o 0

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三、技术参数 (1)声光调制器

(2) 激光光源 (3) 激光波长 (4) 光功率输出 (5) 交流电源 (6) 环境温度

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；

打开声光调制电压，此时以80MHz为中心频率的超声波开始对声光晶体进行调制；

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。

2.6v 时的不失真波形

4.68V

真波

形

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。

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2.3v 时的不失真音频信号 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

d max

I o ,其中I d max 为最大衍射光强，

1 0

为0级光强

4v 时的失

时的上下失

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,

d

由于L 〉〉d,即可求出声光调制的偏转角：d

L 6、测量超声波的波速

650nm ,将求出的d

一起带入上式即可求得

五、仪器使用与调整

的载物台；

光调制电源箱

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，使激光束经过小孔，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 ，使激光束经过小孔， 重复调节，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

激光束刚好经过通光孔；

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

得光束放好经过小孔；

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

将超声波频率

F,偏转角d

与激光波长代入

F_

d

,其中 F=80MHz,

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

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

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

六、 注意事项

1 声光晶体易碎要轻拿轻放 , 若两端面上落灰尘不可用力擦除。若长期不用 晶体要放在干燥器皿内保存。

2 光电探测器是半导体器件应避免强光照射以免烧坏。 做实验时光强应由弱到 强缓慢改变 , 当出现饱和时可降低光强。

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 声光晶体盒及导线 个

7 旋转平台 …… 个 8 小孔光栏 ……

个

9 横向滑座 ……

个

10 光电探测器 … 个

11 声光调制电源箱

台

12带Q9插头导线

四个 一根 二个 一个 一个 各一

二根