聲光調制實驗裝置說明書

1、聲光調制實驗一、用途 聲光調制是高等院校實驗教學儀器，主要用于現代物理實驗、光學實驗和聲光調制實驗。將調制電壓加載到光波上的技術叫光調制技術。利用聲光效應實現的調制叫聲光調制。60年代激光器的問世為聲光現象的研究提供了良好的光源，促進了聲光效應理論和應用研究的迅速發(fā)展。聲光效應為控制激光束的頻率、方向和強度提供了一個有效的手段。利用聲光效應制成的聲光器件，如聲光調制器、聲光偏轉器和可調諧濾光器等，在激光技術、光信號處理和集成光通訊技術等方面有著重要應用。聲光效應已廣泛應用于聲學、光學和光電子學。由于聲光器件具有輸入電壓低驅動功率小、溫度穩(wěn)定性好、能承受較大光功率、光學系統(tǒng)簡單、響應時間快、控制

2、方便等優(yōu)點，加之新一代的優(yōu)質聲光材料的發(fā)現，使聲光器件具有良好的發(fā)展前景，它將不斷地滿足工業(yè)、科學、軍事等方面的需求。二、結構本儀器由可調半導體激光器做光源，聲光晶體盒、聲光調制電源箱及滑座和旋轉平臺等組成。見下圖： 1.調平底腳 2.導軌 3.滑座 4.四維調整架 5.半導體激光器 6.聲光晶體盒 7.旋轉平臺 8.小孔光闌 9.橫向滑座 10.光電探測器三、技術參數(1)聲光調制器 聲光介質：鉬酸鉛晶體 換能器介質：鈮酸鋰晶體 通光口徑：1mm 中心頻率：80MHz 衍射效率： 70%(2)激光光源 半導體激光電源(3)激光波長 650nm(4)光功率輸出 02.5mW可調(5)交流電源

3、AC220v22v 50Hz(6)環(huán)境溫度 040四、主要功能特點及實驗項目1、觀察聲光調制的衍射現象調節(jié)激光束的亮度，使在相屏中心有明晰的光點呈現，此即為聲光調制的0級光斑；打開聲光調制電壓，此時以80MHz為中心頻率的超聲波開始對聲光晶體進行調制；微調載物平臺上聲光調制器的轉向，以改變聲光調制器的光束入射角，即可出現因聲光調制而出現的衍射光斑；仔細調節(jié)光束對聲光調制器的角度，當+1級（或者1級）衍射光最強時，聲光調制器即運轉在布拉格條件下的偏轉狀態(tài)。注：布拉格衍射一級衍射達到極值的條件是：1)控制電壓為一特定的值；2)入射激光必須以特定的角度布拉格角入射。2、觀察交流信號調制特性打開信號發(fā)

4、生器，輸入交流的正弦波信號。加法器把直流偏壓和信號發(fā)生器的交流電壓疊加在一起輸出到線性聲光調制器上，在示波器上可看到被調制的半導體激光的正弦波，測出示波器上信號波的相對幅度。改變直流偏壓的大小或增加信號發(fā)生器的信號強度，觀察輸出波形的調制特性。2v時的下失真波形 3.38v時的上失真波形2.6v時的不失真波形 4.68v時的上下失真波形圖73、聲光調制與光通訊實驗演示 在驅動源輸入端加入外調制信號（如音頻信號、文字和圖像等），則衍射光強將隨次信號變化，從而達到控制激光輸出特性的目的，實現模擬光通信和圖像處理。2.3v時的不失真音頻信號 4v時的失真音頻信號圖84、測量聲光調制器的衍射效率定義：

5、在作用距離處衍射光強和入射光強之比為聲光衍射效率。衍射效率，其中為最大衍射光強，為0級光強。5、計算聲光調制偏轉角定義1級光和0級光間的距離為d，聲光調制器到接收孔之間的距離為L,由于Ld，即可求出聲光調制的偏轉角： 6、測量超聲波的波速將超聲波頻率F，偏轉角與激光波長代入，其中F=80MHz，將求出的一起帶入上式即可求得。五 、儀器使用與調整1 在光具座的滑座上放置好激光器和光電接收器，并安裝好聲光調制器的載物臺；2 按系統(tǒng)連接方法將激光器、聲光調制器、光電接收器等組件連接到聲光調制電源箱；3 光路準直：打開電源開關，接通激光電源，調節(jié)電源箱上的激光強度旋鈕，使激光束得到足夠強度。用小孔光闌

6、來調整光路，先將半導體激光器放置在導軌零點處鎖定，把小孔光闌拉到激光器附近，調整四維調整架的左和上旋鈕，使激光束通過小孔，再把小孔光闌拉遠一些，基本是聲光調制器放置的位置，旋轉四維調整架上的右和下旋鈕，使激光束通過小孔，反復調節(jié)，使得一定距離內激光束是平行光；4 將聲光調制器的通光孔置于載物平臺的中心位置，調整好高度，使得激光束剛好通過通光孔；5 把小孔光闌放置在帶橫向微動的滑座上，調整好小孔光闌的高度，使得光束放好通過小孔；6 調整光電探測器的高度，使得激光束落在光電探測器中心。六 儀器成套性1 調平底腳 四個2 導 軌 一根3 滑 座 二個4 四維調整架 一個5 半導體激光器 一個6 聲光晶體盒及導線 各一個7 旋轉平臺 一個8 小孔光欄 一個9 橫向滑座 二個10 光電探測器 一個11 聲光調制電源箱 一臺12 帶Q9插頭導線 二根六、 注意事項 1 聲光晶體易碎要輕拿輕放，若兩端面上落灰塵不可用力擦除。若長期不用，晶體要放在干燥器皿內保存