声光效应及声光模拟通信实验教案

1、个人资料整理 仅限学习使用教案课型：声光效应及声光模拟通信试验概念的懂得；号源波器 7. 模拟通信发送器 8. 模拟通信接收器 9. 光电池盒间上和空间上的周期性的变化,并且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 同性介质中,声- 光相互作用不导致入射光偏振状态的变化,产生正常声光效应；在各向异性介质中,声- 光相互作用可能导致入射光 可用喇曼- 纳斯的光栅假设作出说明,而反常声光效应不能用光栅假设作出说明；在非线性光学中,利用参量相互作用理论,可建立 向同性介质中的正常声光效应；其角频率为,波长为,波矢为；入射光为沿 方向传播的平面波,其角频率为

2、,在介质中的波长为,波矢为；介质内化可看成是固定的；, 和为二阶张量；当声波在各向同性介质中传播时和可作为标量处理,如前所述,应变也以行波形式传播,所以可写成化的幅值,由1式可求出1 / 7 设光束垂直入射个人资料整理仅限学习使用kkS）并通过厚度为L的介质,就前后两点的相位差为为不存在超声波时间波在介质前后二点的相位差,其次项为超声波引起的附加相位差 产生衍射；相位调制）, = k0 nL ；可见,当平面光波可以是复数；考虑到在出射面上各点相位的转变和调制,在xy 平面内离出射面很远一点处的衍射光叠加结果为了简洁可取为实数；利用一与贝塞耳函数有关的恒等式并积分得角m 由下式打算：一般的光栅方

3、程相比可知,超声波引起的有应变的介质相当于一光栅常数为超声波长的光栅；由 7）式可知,第 m级衍射光的频率这种频移是很小的；第 m级衍射极大的强度 Im可用 7）式模数平方表示：强度与入射光强度之比；由 11）式可知,正比于；当 m为 整 数 时,；由9）式和11）式 表 明,各,就各级衍射极大的方位角 m 由下式打算的超声衍射称为喇曼 - 纳斯衍射,有超声波存在的介质起一平面相位光栅的作用；2 / 7 波波面以某一角度斜入射时,在抱负情形下除了个人资料整理仅限学习使用X 光的布0 级之外,只显现1 级或者 -1 级衍射；如图10 所示；这种衍射与晶体对光栅的作用；可以证明,布喇格角满意故衍射

4、光相对于入射光的偏转角 为义同前；在布喇格衍射的情形下,一级衍射光的衍射效率为为反映声光介质本身性质的一常数,其中为介质密度, P 为光弹系数；在布喇格衍射下,衍射光的频率也由衍射中一级衍射光的最大衍射效率仅为 34%,所以有用的声光器件一般都采纳布喇格衍射；功率,可分别实现对激光束方向的掌握和强度的调制,这是声光偏转器和声光调制器的物理基础；从 10）式可知,超声光栅衍射会波对光波的衍射也产生喇曼- 纳斯衍射和布喇格衍射,而且各衍射光的方位角和超声频率的关系与超声行波时的相同；不过,各级衍z 的声光器件,而喇曼- 纳斯衍射发生的条件是声频较低、声波与光波作用长度比较小,因此,本试验主要环绕布

5、喇格衍射绽开,对应试验的安装；定标” 的问题,即示波器 X 方向上的 1 格等于 CCD 器件上多少象元,或者示波器上 1 格等于 CCD 器件位置 X 方向上的多少距离；帧正好对应于示波器上的 8 大格,就每格对应实际空间距离为 2700个像元11m 8大格 = 3712.5m = 3.7125 mm,由于 1大格有小格,就 0.7425mm12.5 小格 = 9.28125mm；超声波频率 即电信号频率）的关系曲线,并运算声速；都是指声光介质内的角度,而直接测出的角度是空气中的角度和 fs的关系曲线；留意式13）和 14）中的布喇格角iB 和偏转角试验中布喇格衍射不是抱负的,可能会显现高级

6、次衍射光等现象；调剂布喇格衍射时,使1 级衍射光最强即可；零级衍射光的相对强度与超声波频率的关系,将数据填入表二,绘出曲线,并定出声光器件的带宽和中心频率；号源的超声波频率固定在声光器件的中心频率上由步骤 4得出）,测出衍射光强度与超声波功率的关系,将数据填入表三,绘出曲线3 / 7 个人资料整理 仅限学习使用,其中,为未发生声光衍射时“ 0级光 ” 的强度,为发生声光衍射后 1级光的强度；超声波频率 即电信号频率）fs的关系曲线,并运算声速 Vs；零级衍射光的相对强度与超声波频率的关系,将数据填入表二,绘出曲线,并定出声光器件的带宽和中心频率；4中右边的波形光器件的中心频率上由步骤 4得出）

7、,测出衍射光强度与超声波功率的关系,将数据填入表三,绘出曲线；请参见图,其中,为未发生声光衍射时“ 0级光 ”的强度,为发生声光衍射后1级光的强度；信号频率）的关系曲线,并运算声速；不要忘了加上次0 级光与 1 级光的Lmm）MHz ）m/s）CCD 器件光系数偏转距离 X,肯定要照耀到线阵CCD 上；4 / 7 接测出的角度是空气中的角度,应进行换算 个人资料整理仅限学习使用；）,为空气,声光器件材料大格,就每格对应实际空间距离为2700个像元11m 8大格 = 3712.5 m = 3.7125 mm,由于 1大格有 5个小格,所以每小格对应实际28125mm；超声波频率 即电信号频率）f

8、s的关系曲线,并运算声速Vs；零级衍射光的相对强度与超声波频率的关系,将数据填入表二,绘出曲线,并定出声光器件的带宽和中心频率；光器件的中心频率上 由步骤 4得出）,测出衍射光强度与超声波功率的关系,将数据填入表三,绘出曲线；,其中,为未发生声光衍射时“ 0级光 ”的强度,为发生声光衍射后 1级光的强度；社,2022年京: 北京高校出版社, 1986年京: 北京高校出版社, 2022年附：试验数据测量及处理部分表一关系图LMHz ）m/s）次0 级光与 1 级光的数偏转距离 X 代入公式,得：- 2将公式 1 , 2分别运算后填入表中；,；表二 衍射效率与超声波频率的关系,80mA 档=800mW ）MHz ）80.018 82.264 83.623 85.086 86.513 87.371 88.453 MHz ）5.5/18 8/20 10/20.5 12.5/21 16/21.5 19.5/22 1/1 90.630 91.744 93.014 95.187 101.704 105.027 108.504 20/22 17/21 15/20 12.5/19.5 10/16 7/14 5/13 6 / 7 MHz ）111.370 115.924 个人资料整理仅限