聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)2

1、實(shí)驗(yàn)一 聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)聲光效應(yīng)是指光通過(guò)某一受到超聲波擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)發(fā)生衍射的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是光波 與介質(zhì)中聲波相互作用的結(jié)果。早在本世紀(jì)30年代就開(kāi)始了聲光衍射的實(shí)驗(yàn)研究。60 年代 激光器的問(wèn)世為聲光現(xiàn)象的研究提供了理想的光源，促進(jìn)了聲光效應(yīng)理論和應(yīng)用研究的迅速 發(fā)展。聲光效應(yīng)為控制激光束的頻率、方向和強(qiáng)度提供了一個(gè)有效的手段。利用聲光效應(yīng)制 成的聲光器件，如聲光調(diào)制器、聲光偏轉(zhuǎn)器、和可調(diào)諧濾光器等，在激光技術(shù)、光信號(hào)處理 和集成光通訊技術(shù)等方面有著重要的應(yīng)用?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解聲光效應(yīng)的原理。2了解喇曼納斯衍射和布喇格衍射的實(shí)驗(yàn)條件和特點(diǎn)。3測(cè)量聲光偏轉(zhuǎn)和聲光調(diào)制曲線。4完成模擬通信實(shí)驗(yàn)儀器

2、的安裝及調(diào)試?！緦?shí)驗(yàn)原理】當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，將引起介質(zhì)的彈性應(yīng)變作時(shí)間和空間上的周期性的變化，并說(shuō)明。在非線性光學(xué)中，利用參量相互作用理論，可建 立起聲光相互作用的統(tǒng)一理論，并且運(yùn)用動(dòng)量匹配和失配等概念對(duì)正常和反常聲光效應(yīng)都 可作出解釋。本實(shí)驗(yàn)只涉及到各項(xiàng)同性介質(zhì)中的正常聲光效應(yīng)。設(shè)聲光介質(zhì)中的超聲行波是沿y方向傳播的平面縱波，其角頻率為w，波長(zhǎng)為九，波ss矢為k。入射光為沿x方向傳播的平面波，其角頻率為w，在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為九，波矢為k。 s介質(zhì)內(nèi)的彈性應(yīng)變也以行波形式隨聲波一起傳播。由于光速大約是聲速的10 5倍，在光波通 過(guò)的時(shí)間內(nèi)介質(zhì)在空間上的周期變化可看成是固定的。由于應(yīng)變而引起

3、的介質(zhì)的折射率的變化由下式?jīng)Q定A (丄)=PS(1)n2式中，n為介質(zhì)折射率，S為應(yīng)變，P為光彈系數(shù)。通常，P和S為二階張量。當(dāng)聲波在各項(xiàng)同性介質(zhì)中傳播時(shí)，P和S可作為標(biāo)量處理，如前所述，應(yīng)變也以行波形式傳播，所以可寫(xiě)成S = S sin(w t 一 k y)(2)0 s s當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，折射率作為y和t的函數(shù)可寫(xiě)作n(y,t) = n + Ansin(w t 一 k y)(3)0 s s式中，n為無(wú)超聲波時(shí)的介質(zhì)的折射率，An為聲波折射率變化的幅值，由(1)式可求出 0An = _丄 n 3 PS2 0設(shè)光束垂直入射(k丄k )并通過(guò)厚度為L(zhǎng)的介質(zhì)，則前后兩點(diǎn)的相位差為sA二 k n(y,

4、t)L0( 4)=k n L + k AnL sin(w t k y)0 0 0 s s=人 +6 sin( w t 一 k y)0 s s式中，k為入射光在真空中的波矢的大小，右邊第一項(xiàng)人為不存在超聲波時(shí)光波在介質(zhì) 00前后兩點(diǎn)的相位差，第二項(xiàng)為超聲波引起的附加相位差(相位調(diào)制)，二k AnL?？梢?jiàn)， 0當(dāng)平面光波入射在介質(zhì)的前界面上時(shí)，超聲波使出射光波的波振面變?yōu)橹芷谧兓陌櫿鄄?面，從而改變出射光的傳播特性，使光產(chǎn)生衍射。設(shè)入射面上x(chóng) = _L的光振動(dòng)為E二Aeit，A為一常數(shù)，也可以是復(fù)數(shù)?？紤]到在出射 2iL面x =上各點(diǎn)相位的改變和調(diào)制，在xy平面內(nèi)離出射面很遠(yuǎn)一點(diǎn)的衍射光疊加結(jié)果

5、為bE *2 e(wt-k0n(y,t)-k0ysin0dyb一 2寫(xiě)成等式時(shí)，E = Ceiwt f 2 幺力 sin( kywt) e - ik0 y sin0 dy(5)b2式中，b為光束寬度，0為衍射角，C為與A有關(guān)的常數(shù)，為了簡(jiǎn)單可取為實(shí)數(shù)。利用一與貝塞耳函數(shù)有關(guān)的恒等式eia sin eia sin 0 =乙J ( a )eim0 mm=x式中J沖(a)為(第一類)m階貝塞耳函數(shù)，將(5)式展開(kāi)并積分得沁sin b(mk - k sin 0)/26)7)8)9)E = Cb Z J (09 )ei (wmws6)7)8)9)mm上式中與第m級(jí)衍射有關(guān)的項(xiàng)為bmk k sin 0)/

6、2mm上式中與第m級(jí)衍射有關(guān)的項(xiàng)為s0E = E ei(w-mwS)tm 0 sE 二 CbJ0msinb(mk k sin 0 )/2(0 )s 0E 二 CbJ0mb(mk k sin0)/2s0因?yàn)楹瘮?shù)sinx/x在x = 0取極大值，因此有衍射極大的方位角0由下式?jīng)Q定: m 0k九sin 0 = mr = m-0mk九0s式中，九為真空中光的波長(zhǎng)，九為介質(zhì)中超聲波的波長(zhǎng)。與一般的光柵方程相比可知，超 0s聲波引起的有應(yīng)變的介質(zhì)相當(dāng)于一光柵常數(shù)為超聲波長(zhǎng)的光柵。由(7)式可知，第m級(jí)衍 射光的頻率w為mw = w mw(10)ms可見(jiàn)，衍射光仍然是單色光，但發(fā)生了頻移。由于w w，這種頻

7、移是很小的。s第m級(jí)衍射極大的強(qiáng)度I可用(7)式模數(shù)平方表示：mI = EE * = C 2b 2 J (0 )m 0 0 m (11)I J 2(0)0m式中，E*為E的共軛復(fù)數(shù)，I = C2b20 0 0第m級(jí)衍射極大的衍射效率耳定義為第m級(jí)衍射光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度之比。mIn =f(12)mI0由(11)式可知，n正比于J2(0)。當(dāng)m為整數(shù)時(shí)，J (a) = (1)mJ (a)。由(9)mm mm式和(11)式表明，各級(jí)衍射光相對(duì)于零級(jí)對(duì)稱分布。當(dāng)光束斜入射時(shí)，如果聲光作用的距離滿足L九2/2九，則各級(jí)衍射極大的方位角0 sm 由下式?jīng)Q定sin0m.sin0m.九 =sin i +

8、m 尹13 )式中i為入射光波矢k與超聲波波面的夾角。上述的超聲衍射稱為喇曼一納斯衍射，有超聲波存在的介質(zhì)起一平面相位光柵的作用。當(dāng)聲光作用的距離滿足L 2九2 /九，而且光束相對(duì)于超聲波波面以某一角度斜入射時(shí)，s在理想情況下除了 0級(jí)之外，只出現(xiàn)1級(jí)或一1級(jí)衍射。如圖2所示。這種衍射與晶體對(duì)X 光的布喇格衍射很類似，故稱為布喇格衍射。能產(chǎn)生這種衍射的光束入射角稱為布喇格角。 此時(shí)有超聲波存在的介質(zhì)起體積光柵的作用。可以證明，布喇格角滿足 九sin i =( 14 )B 2九圖 2 布喇格衍射式中(14 九sin i =( 14 )B 2九圖 2 布喇格衍射式中(14)稱為布喇格條件。s因?yàn)椴?/p>

9、喇角一般都很小，故衍射光相對(duì)于入射光的偏轉(zhuǎn)角九 九二 2i 沁f(15)B 九 nv sss式中， v 為超聲波的波速， f 為超聲波的頻率，其它量的意義同前。在布喇格衍射條件下， ss一級(jí)衍射光的效率為n = sin2+0M LP2s 2 H16 )式中，Ps為超聲波功率，L和H為超聲換能器的長(zhǎng)和寬，M 2為反映聲光介質(zhì)本身性質(zhì)的一常數(shù)，M =n6p2 /p說(shuō)，p為介質(zhì)密度，p為光彈系數(shù)。在布喇格衍射下，衍射光的效 2s率也由(12)式?jīng)Q定。理論上布喇格衍射的衍射效率可達(dá)100，喇曼一納斯衍射中一級(jí)衍射光的最大衍射效率僅為34，所以使用的聲光器件一般都采用布喇格衍射。由（15）式和（16）式

10、可看出，通過(guò)改變超聲波的頻率和功率，可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束方 向的控制和強(qiáng)度的調(diào)制，這是聲光偏轉(zhuǎn)器和聲光調(diào)制器的基礎(chǔ)。從（10）式可知，超聲光柵 衍射會(huì)產(chǎn)生頻移，因此利用聲光效應(yīng)還可以制成頻移器件。超聲頻移器在計(jì)量方面有重要應(yīng) 用，如用于激光多普勒測(cè)速儀。以上討論的是超聲行波對(duì)光波的衍射。實(shí)際上，超聲駐波對(duì)光波的衍射也產(chǎn)生喇曼納 斯衍射和布喇格衍射，而且各衍射光的方位角和超聲頻率的關(guān)系與超聲行波的相同。不過(guò)， 各級(jí)衍射光不再是簡(jiǎn)單地產(chǎn)生頻移的單色光，而是含有多個(gè)傅立葉分量的復(fù)合光?！緦?shí)驗(yàn)儀器】一套完整的S02000聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀配有：已安裝在轉(zhuǎn)角平臺(tái)上的100MHz聲光器件、 半導(dǎo)體激光器、100

11、MHz功率信號(hào)源、LM601CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x及光具座。每個(gè)器件都 帶有 10的立桿，可以安插在通用光具座上。配件：模擬通信收發(fā)器，頻率計(jì)，示波器。1聲光器件聲光器件的結(jié)構(gòu)示意如圖3 所示。它由聲光介質(zhì)、壓電換能器和吸聲材料組成。轉(zhuǎn)件平臺(tái) 能轉(zhuǎn)手能聲光器件轉(zhuǎn)角平臺(tái)轉(zhuǎn)件平臺(tái) 能轉(zhuǎn)手能聲光器件轉(zhuǎn)角平臺(tái)圖 3 聲光器件的結(jié)構(gòu)圖 4 轉(zhuǎn)角平臺(tái)本實(shí)驗(yàn)采用的聲光器件中的聲光介質(zhì)為鉬酸鉛，吸聲材料的作用是吸收通過(guò)介質(zhì)傳播到 端面的超聲波以建立超聲行波。將介質(zhì)的端面磨成斜面或成牛角狀，也可達(dá)到吸聲的作用 壓電換能器又稱超聲換能器，由妮酸鋰晶體或其它壓電材料制成。它的作用是將電工率換成 聲功率，并在聲光介質(zhì)中

12、建立起超聲場(chǎng)。壓電換能器既是一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)，又是一個(gè)與功 率信號(hào)源相聯(lián)系的電振動(dòng)系統(tǒng)，或者說(shuō)是功率信號(hào)源的負(fù)載。為了獲得最佳的電聲能量轉(zhuǎn)換 效率，換能器的阻抗與信號(hào)源的內(nèi)阻應(yīng)當(dāng)匹配。聲光器件安裝在一個(gè)透明塑料盒內(nèi)，置于轉(zhuǎn)角平臺(tái)上，見(jiàn)圖4。盒上有一插座，用于和 功率信號(hào)源的聲光插座相連。透明塑料盒兩端各開(kāi)一個(gè)小孔，激光分別從這兩個(gè)小孔射入和 射出聲光器件，不用時(shí)用貼紙封住以保護(hù)聲光器件。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)手輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)角 平臺(tái)，從而改變激光射入聲光器件的角度。聲光器件有一個(gè)衍射效率最大的工作頻率，此頻 率稱為聲光器件的中心頻率，記為f。對(duì)于其它頻率的超聲波，其衍射效率將降低。規(guī)定衍 射效率（或

13、衍射光的相對(duì)光強(qiáng)）下降3db （即衍射效率降到最大值的12 ）時(shí)兩頻率間的 間隔為聲光器件的帶寬。功率信號(hào)源S02000功率信號(hào)源專為聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)配套，輸出頻率范圍為80120MHz，最大輸出功 率為1W。面板上各輸入/輸出信號(hào)和表頭含義如下：等幅/調(diào)幅：做基本的聲光衍射實(shí)驗(yàn)，要打在“等幅”位置，否則信號(hào)源無(wú)輸出；做模 擬通訊實(shí)驗(yàn)時(shí)要打在“調(diào)幅位置”。調(diào)制：輸入信號(hào)插座。等幅/調(diào)幅開(kāi)關(guān)處于“調(diào)幅”位置時(shí)，此位置接上“模擬通信發(fā) 送器”，從“調(diào)制”端口輸入一個(gè)TTL電平的數(shù)字信號(hào)，就可以對(duì)聲功率進(jìn)行幅度調(diào)制， 頻率范圍020KHz。調(diào)制波的解調(diào)可用光電池加放大電路組成的“光電池盒”來(lái)實(shí)現(xiàn)。具 體

14、方法是，移去CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x，安置上“光電池盒”，“光電池盒”再與“模擬通信 接收器”相連。將 1 級(jí)衍射光對(duì)準(zhǔn)“光電池盒”上的小孔，適當(dāng)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器的功率， 就可以用喇叭或示波器還原調(diào)制波的信號(hào)，進(jìn)行模擬通信實(shí)驗(yàn)。模擬通信收發(fā)器的介紹見(jiàn)下 文。聲光：輸出信號(hào)插座。用于連接聲光器件，將功率信號(hào)源的電信號(hào)傳給聲光器件，經(jīng)壓 電換能器轉(zhuǎn)換為聲波后注入聲光介質(zhì)。測(cè)頻：輸出信號(hào)插座。接頻率計(jì)，用于測(cè)量功率信號(hào)源輸出的頻率。頻率旋鈕：用于改變功率信號(hào)源的輸出頻率，可調(diào)范圍80120MHz。逆時(shí)針旋到底是 80MHz,順時(shí)針選到底是120MHzo功率旋鈕：用于調(diào)節(jié)功率信號(hào)源的輸出功率，逆時(shí)針減小，

15、順時(shí)針變大。面板上的毫安 表讀數(shù)作為功率指示用，讀數(shù)值X10約等于功率毫瓦數(shù)。*使用時(shí)，為保證聲光器件的安 全，不要長(zhǎng)時(shí)間處于功率最大位置！CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x：其核心是線陣 CCD 器件。 CCD 器件是一種可以電掃描的光電二級(jí)管列陣，有面陣（二 維）和線陣（一維）之分。 LM601CCD 光強(qiáng)儀所用的是線陣 CCD 器件，性能參數(shù)如下表。LM601CCD光強(qiáng)儀機(jī)殼尺寸為150mmxl00mmx50mm, CCD器件的光敏面至光強(qiáng)儀前面板 距離為4.5mm。型號(hào)光敏元件光敏元件尺寸光敏元件中心距光譜響應(yīng)范圍光譜響應(yīng)峰值LM6012592 個(gè)11x11 卩 m11 pm0.3 0.9 pm0.

16、56 PmLM601光強(qiáng)儀后面板各插孔含義如下，波形圖見(jiàn)圖5：“示波器/微機(jī)”：當(dāng)光強(qiáng)儀配接的是CCD數(shù)顯示波器或通用示波器時(shí)，將此開(kāi)關(guān)打 在“示波器”位置，“同步”脈沖頻率為50Hz ；當(dāng)配接的是按裝有CCD 采集卡的微機(jī)系 統(tǒng)時(shí)，把開(kāi)關(guān)打在“微機(jī)”位置，“同步”脈沖頻率為15Hz,“采樣”脈沖頻率為1015KHz左右。“信號(hào)”：CCD器件接收的空間光強(qiáng)分布信號(hào)的模擬電壓輸出端，送往示波器的測(cè)量 信號(hào)通道；送往微機(jī)時(shí)，接電纜線的紅色插頭。“同步”：?jiǎn)?dòng)CCD器件掃描的觸發(fā)脈沖，“同步”的含意是“同步掃描”，主要供 示波器X軸外同步觸發(fā)和采集卡同步用；送往微機(jī)時(shí)，接電纜線的黃色插頭?！安蓸印保?/p>

17、每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于一個(gè)光電二極管，脈沖的前沿時(shí)刻表示外接設(shè)備可以讀 取光電管的光電壓值，“采樣”信號(hào)是供CCD采集卡“采樣”同步和供SB14 CCD專用數(shù) 顯示波器作X位置計(jì)數(shù)。此脈沖也可作為幾何形狀測(cè)量時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖。接通用示波器時(shí)此4模擬通信收發(fā)器模擬通信收發(fā)器由三件儀器組成：模擬通信發(fā)送器、模擬通信接收器和光電池盒模擬通信發(fā)送器的各接口及開(kāi)關(guān)描述如下：“調(diào)制”：輸出信號(hào)插座。當(dāng)功率信號(hào)源的等幅/調(diào)幅開(kāi)關(guān)處于“調(diào)幅”位置時(shí)（即做 模擬通信實(shí)驗(yàn)時(shí)），此位置接上功率信號(hào)源的調(diào)制插座，即向功率信號(hào)源輸出TTL電平的數(shù) 字調(diào)制信號(hào)，用于對(duì)聲功率進(jìn)行幅度調(diào)制?！笆静ㄆ鳌保喝绻陔p蹤示波器上對(duì)比觀察本模

18、擬通信實(shí)驗(yàn)中發(fā)送和接收到的音樂(lè) TTL 電平的數(shù)字信號(hào)，則此插座接示波器的一路通道，并作為觸發(fā)信號(hào)；模擬通信接收器 的示波器插座接示波器的另一路通道。“喇叭開(kāi)關(guān)”：用于選擇是否監(jiān)聽(tīng)發(fā)送器送出的音樂(lè)TTL信號(hào)?！斑x曲開(kāi)關(guān)”：發(fā)送器可以送出的音樂(lè)TTL信號(hào)有兩首樂(lè)曲，用于開(kāi)關(guān)選擇。b）模擬通信接受器的各接口描述如下：“光電池”：接光電池盒?！笆静ㄆ鳌保喝绻陔p蹤示波器上對(duì)比觀察本模擬通信實(shí)驗(yàn)中發(fā)送和接收到的音樂(lè) TTL電平的數(shù)字信號(hào)，則此插座接示波器的一路通道；模擬通信發(fā)送器的示波器插座接示 波器的另一路通道，并作為觸發(fā)信號(hào)?！耙袅啃o”：調(diào)節(jié)模擬通信接收器還原出來(lái)的TTL信號(hào)的音量的大小。c）

19、光電池盒取代LM601CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x，與模擬通信接收器的光電池插座連接并向模擬通信 接收器傳送接收到的帶調(diào)制信號(hào)的衍射光信號(hào)。半導(dǎo)體激光器 半導(dǎo)體激光器輸出光強(qiáng)穩(wěn)定，功率可調(diào)，壽命長(zhǎng)。在后面板上有一只調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度的電位器，在盒頂和盒側(cè)各有一只做X-Y方向微調(diào)的手輪。性能參數(shù)見(jiàn)激光器外殼上的銘牌。光具座0.8m長(zhǎng)，配三只馬鞍座，其中一只可橫向移動(dòng)，一般用于安置CCD光強(qiáng)儀或光電池盒 用。S02000的各部件的底端都有螺口用以旋入直徑為10mm的立桿，擰緊后插入各馬鞍座里, 旋緊馬鞍座的立桿旋鈕，在將馬鞍座置于光具座上，待各部件位置調(diào)好后，旋緊馬鞍座側(cè)面 的旋鈕即可完成固定。示波器和頻率計(jì)

20、聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)只需一臺(tái)單蹤示波器即可，而模擬通信實(shí)驗(yàn)需要一臺(tái)雙蹤示波器。頻率計(jì)的量程需大于150MHz。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】一、基本聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)：1. 按圖 7所示安裝儀器。完成安裝后，開(kāi)啟除功率信號(hào)源之外的各部件的電源。仔細(xì)調(diào)節(jié)光路，使半導(dǎo)體激光器射出的光束準(zhǔn)確地由聲光器件外塑料盒的小孔射 入、穿過(guò)聲光介質(zhì)、由另一端的小孔射出，再透過(guò)偏振減光器，照射到CCD采集窗口上，這 時(shí)衍射尚未產(chǎn)生（聲光器件盡量靠近激光器）。用示波器進(jìn)行測(cè)量，將光強(qiáng)儀的“信號(hào)”接至示波器的Y軸，電壓檔置0.1IV/ 格檔，掃描頻率一般置2ms/格檔；光強(qiáng)儀的“同步”插孔接至示波器的外觸發(fā)端口，極性 為“”。適當(dāng)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”，

21、在示波器上可以看到一個(gè)穩(wěn)定的類似圖5所示的單峰波 形。調(diào)節(jié)到滿意的波形后，打開(kāi)功率信號(hào)源的電源。微調(diào)轉(zhuǎn)角平臺(tái)旋鈕，改變激光束的入射角，獲得布喇格衍射和喇曼納斯衍射，并 比較兩種衍射的實(shí)驗(yàn)條件和特點(diǎn)。（實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)，可在CCD窗口前置一白紙，在紙上看到正 確的圖形后再讓光射入采集窗口。）聲光偏轉(zhuǎn)測(cè)量：在布喇格衍射條件下，將功率信號(hào)源的功率旋鈕固定于中間值，旋轉(zhuǎn)頻率旋鈕來(lái)改變輸出信號(hào)頻率，用示波器測(cè)量不同超聲波頻率（即電信號(hào)頻率）s下，衍圖8：布喇格衍射的0級(jí)光和1級(jí)光射光相對(duì)于入射光的偏轉(zhuǎn)角0,測(cè)出68組 （fS，0）值，做-fs關(guān)系曲線，并由直線斜 率求聲速vs。用示波器測(cè)量衍射角時(shí)，先要 解決

22、“定標(biāo)”的問(wèn)題，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方向上的多少距離。 方法是調(diào)節(jié)示波器的“時(shí)基”檔及“微調(diào)”， 使信號(hào)波形一幀正好對(duì)應(yīng)于示波器上的某個(gè) 刻度數(shù)。以圖8為例，波形一幀正好對(duì)應(yīng)于示 波器上的8大格，則每格對(duì)應(yīng)實(shí)際空間距離為2592個(gè)像元三8大格X11m = 圖8：布喇格衍射的0級(jí)光和1級(jí)光3.564 mm，每小格對(duì)應(yīng)實(shí)際空間距離為3.564 mmF5 = 0.7128 mm， 0級(jí)光與1級(jí)光的偏 轉(zhuǎn)距離為0.7128 mm X 12.5小格=& 91 mm。注意式（14）和（15）中布喇格角iB和B偏轉(zhuǎn)角 0 都是指介質(zhì)內(nèi)的角度

23、，而直接測(cè)出的角度是空氣中的角度，應(yīng)進(jìn)行換算，聲光器 件n=2.386o由于聲光器件的參數(shù)不可能達(dá)到理論值，實(shí)驗(yàn)中布喇格衍射不是理想的，可 能會(huì)出現(xiàn)高級(jí)次衍射光等現(xiàn)象。調(diào)節(jié)布喇格衍射時(shí)，使1級(jí)衍射光最強(qiáng)即可。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表1次數(shù)0級(jí)光與1級(jí)光的偏轉(zhuǎn)距離（mm）L (mm)0f (MHz)J sv (m/s) s12 L是聲光介質(zhì)的光出射面到CCD線陣光敏面的距離，注意不要忘了加上CCD器件光敏面至光強(qiáng)儀前面板的距離4.5mm； vs的計(jì)算見(jiàn)式（15）。在布喇格衍射下，固定超聲波功率，測(cè)量衍射光相對(duì)于零級(jí)衍射光的相對(duì)強(qiáng)度與超 聲波頻率的關(guān)系曲線，并定出聲光器件的帶寬和中心頻率。自行設(shè)計(jì)記錄表格。

24、測(cè)定布喇格衍射下的最大衍射效率，衍射效率二/。，其中，I0為未發(fā)生聲光衍射 時(shí)“0級(jí)光”的光強(qiáng)度，I1為發(fā)生聲光衍射后1級(jí)光的強(qiáng)度。聲光調(diào)制測(cè)量：在布喇格衍射下，將功率信號(hào)源的超聲波頻率固定在聲光器件的中 心頻率上，旋轉(zhuǎn)功率旋鈕來(lái)改變輸出信號(hào)功率，用示波器測(cè)量不同超聲波功率（即電信號(hào)功 率） P 下各級(jí)衍射光的光強(qiáng)，并在同一個(gè)坐標(biāo)系上做各級(jí)衍射光強(qiáng)度與超聲波功率的關(guān)系曲 線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表2次數(shù)超聲波功率P （mW）0級(jí)衍射光光強(qiáng)度1級(jí)衍射光光強(qiáng)度2級(jí)衍射光光強(qiáng)度I212 6注意：為獲得理想波形，有時(shí)需反復(fù)調(diào)節(jié)激光束、聲光器件、CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x等之間的幾何關(guān)系與激光器的功率。（選做）完成聲光模擬通信實(shí)驗(yàn)的儀器安裝和調(diào)試：改變超聲波功率，注意觀察模 擬通信接收器發(fā)出的音樂(lè)的變化，分析原因?！咀⒁馐马?xiàng)】1 實(shí)驗(yàn)儀器嬌貴，調(diào)節(jié)過(guò)程中不可操之過(guò)急，應(yīng)耐心認(rèn)真調(diào)節(jié)。聲