第7章電光磁光聲光效應(yīng)及應(yīng)用

第7章電光/磁光/聲光效應(yīng)及應(yīng)用7.1電光效應(yīng)及器件7.2熱電效應(yīng)及熱光開關(guān)7.3磁光效應(yīng)及其器件7.4聲光效應(yīng)及其器件1光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1電光效應(yīng)及器件7.1.1電光效應(yīng)7.1.2電光調(diào)制器工作原理7.1.3電光強(qiáng)度調(diào)制器7.1.4電光相位調(diào)制器7.1.5馬赫-曾德爾幅度調(diào)制器7.1.6QPSK光調(diào)制器7.1.7電光開關(guān)2光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.1電光效應(yīng)電光效應(yīng)是外加電場引起各向異性晶體材料折射率改變的效應(yīng)。對于一個(gè)入射偏振光，施加的電場強(qiáng)度E對折射率n的影響可用E的泰勒級數(shù)表示（7.1.1）式中，和分別表示線性電光效應(yīng)和二階電光效應(yīng)系數(shù)，由于高階項(xiàng)的影響很小，所以可以略去不計(jì)。由于第一項(xiàng)E引起n的變化 （7.1.2）稱為珀克（Pockel）效應(yīng)，珀克電光效應(yīng)是各向異性的，并嚴(yán)格取決于輸入光相對于材料軸線的取向。對于某個(gè)方向，=0，稱為線性電光效應(yīng)或珀克效應(yīng)。只有某些晶體材料表現(xiàn)為珀克效應(yīng)。只有中心非對稱晶體，如GaAs晶體，表現(xiàn)為珀克效應(yīng)。而由于第二項(xiàng)引起n的變化 （7.1.3）稱為克爾（Kerr）效應(yīng)。式中，K是克爾系數(shù)。如果取向選擇

=0，稱為二階電光效應(yīng)或克爾效應(yīng)，所有的材料都表現(xiàn)為克爾效應(yīng)。3光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.1外加電場對各向同性晶體和

各向異性晶體折射率的影響事實(shí)上，我們必須考慮沿晶體某個(gè)方向施加的電場，對光在給定傳輸方向上的折射率的影響。在LiNbO3晶體中，沿z方向（光軸）傳輸?shù)墓獠?，不加外電場時(shí)，x方向和y方向經(jīng)歷相同的折射率（nx=ny

=no），不管偏振態(tài)如何變化，如圖7.1.1（a）所示。然而，在外加平行于y軸的電場Ea時(shí)，如圖7.1.1（c）所示，外加電場引入沿z軸傳播的雙折射，即光以平行于x和y軸的兩個(gè)正交偏振態(tài)經(jīng)歷不同的折射率（和）沿著z軸方向傳播

4光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著珀克電光效應(yīng)調(diào)制器很顯然，改變外加電場（電壓），就可以控制折射率，進(jìn)而改變相位，實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制。如果外電場與光傳播的方向相同，這種調(diào)制器叫做縱向珀克電光效應(yīng)調(diào)制器，如圖7.1.1（b）所示；反之，如果外電場與光傳播的方向垂直，這種調(diào)制器就叫做橫向珀克電光效應(yīng)調(diào)制器，如圖7.1.1（c）所示，施加的外電場與y方向相同，光的傳輸方向沿著z方向，外電場在光傳播方向的橫截面上。調(diào)制器通常利用線性電光效應(yīng)。5光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.2電光調(diào)制器工作原理電光調(diào)制基于晶體和各向異性聚合物中的線性電光效應(yīng)，即電光材料的折射率n隨施加的外電場E而變化，n=n(E)，例如LiNbO3、InGaAsP、GaAs和聚合物這樣的電光材料，它的折射率明顯隨施加的外電場而改變，從而實(shí)現(xiàn)對激光的調(diào)制?；贗nP材料的高速光調(diào)制器受到人們的重視，因?yàn)樗溺昕耍≒ockel）電光效應(yīng)雖然比LiNbO3的弱，但是它的折射率n約為3.5，卻是較大的。電光調(diào)制器是一種集成光學(xué)器件，即它把各種光學(xué)器件集成在同一個(gè)襯底上，從而增強(qiáng)了性能，減小了尺寸，提高了可靠性和可用性。6光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.2橫向線性電光效應(yīng)相位調(diào)制器當(dāng)EY沿橫軸傳輸距離L后，引起相位變化，于是Ex和Ey產(chǎn)生的相位變化為：7光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著橫向線性電光效應(yīng)相位調(diào)制器施加的外電壓在兩個(gè)電場分量間產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)整的相位差，因此出射光波的偏振態(tài)可被施加的外電壓控制。可以調(diào)整電壓來改變介質(zhì)從四分之一波片到半波片，產(chǎn)生半波片的半波電壓U=U/2對應(yīng)于。橫向線性電光效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是我們可以分別獨(dú)立地減小晶體厚度d和增加長度L，前者可以增加電場強(qiáng)度，后者可引起更多的相位變化。8光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.3電光強(qiáng)度調(diào)制器在圖7.1.2（a）所示的相位調(diào)制器中，在相位調(diào)制器之前和之后分別插入5.2.2節(jié)介紹的起偏器（polarizer）和檢偏器（Analyzer），我們就可以構(gòu)成強(qiáng)度調(diào)制器，如圖7.1.3所示，起偏器和檢偏器的偏振方向相互正交。起偏器偏振方向與y軸有45o角的傾斜，所以進(jìn)入晶體的Ex和Ey光幅度相等。9光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.3橫向線性電光效應(yīng)強(qiáng)度調(diào)制器（a）在相位調(diào)制器之前和之后分別插入起偏器和檢偏器可構(gòu)成強(qiáng)度調(diào)制器（b）探測器檢測到的光強(qiáng)和施加到晶體上的電壓的傳輸特性，虛線表示插入/4波片后的特性圖中調(diào)制器的工作點(diǎn)已用光學(xué)的方法（在起偏器之后插入一個(gè)四分之一波片）偏置到Q點(diǎn)。10光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著橫向線性電光效應(yīng)強(qiáng)度調(diào)制器工作原理11光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著利用橫向線性電光效應(yīng)

制成的行波馬赫-曾德爾調(diào)制器PIC

12光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.4電光相位調(diào)制器目前，大多數(shù)調(diào)制器是由鈮酸鋰（LiNbO3）晶體制成的，這種晶體在某些方向具有非常大的電光系數(shù)。根據(jù)式（7.1.5）可以構(gòu)成相位調(diào)制器，它是電光調(diào)制器的基礎(chǔ)，通過相位調(diào)制，可以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制和頻率調(diào)制。13光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.4x切割集成相位調(diào)制器14光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.5馬赫-曾德爾幅度調(diào)制器最常用的幅度調(diào)制器是在晶體表面用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)構(gòu)成的馬赫-曾德爾（M-Z）干涉型調(diào)制器，如圖7.1.5所示。在這種調(diào)制器中，使用兩個(gè)頻率相同但相位不同的偏振光波，進(jìn)行干涉，外加電壓引入相位的變化可以轉(zhuǎn)換為幅度的變化。在圖7.1.5（a）表示的由兩個(gè)Y形波導(dǎo)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，理想的情況下，輸入光功率在C點(diǎn)平均分配到兩個(gè)分支傳輸，在輸出端D干涉，所以該結(jié)構(gòu)扮演著一個(gè)干涉儀的作用，其輸出幅度與兩個(gè)分支光通道的相位差有關(guān)。15光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.5（a）

馬赫-曾德爾

幅度調(diào)制器16光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著商用相位調(diào)制器工作波長1525~1575nm，插入損耗2.5~3.0dB，消光比>25dB，回波損耗45dB，半波電壓<3.5V。17光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.5(b)馬赫-曾德爾幅度調(diào)制器

根據(jù)式（3.1.2），當(dāng)兩臂間的相位差是0或2的整數(shù)倍時(shí)，在D點(diǎn)發(fā)生相長干涉，輸出光強(qiáng)最大；當(dāng)兩臂間的相位差等于時(shí)，在D點(diǎn)出現(xiàn)了相消干涉，輸入光強(qiáng)為零。當(dāng)調(diào)制電壓引起A、B兩臂的相位差在0～時(shí)，輸出光強(qiáng)將隨調(diào)制電壓而變化。由此可見，加到調(diào)制器上的電比特流在調(diào)制器的輸出端產(chǎn)生了波形相同的光比特流復(fù)制。18光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著 鈦擴(kuò)散鈮酸鋰電光效應(yīng)調(diào)制器，工作頻率16GHz, 波長1550nm,最大調(diào)制電壓

20V19光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.6QPSK光調(diào)制器高速光纖傳輸系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是，采用傳統(tǒng)的調(diào)制方式時(shí)，高速比特速率傳輸導(dǎo)致的物理損害非常突出。以色散為例，采用傳統(tǒng)的非歸零（NRZ）調(diào)制，色散隨著速率呈指數(shù)增長，40Gb/s線路的色散是10Gb/s的16倍，100Gb/s串行線路的色散將達(dá)到10Gb/s的100倍。一項(xiàng)被廣泛視為40

Gb/s，乃至串行100

Gb/s的先進(jìn)的調(diào)制方式是差分正交相移鍵控（DQPSK）。這種調(diào)制技術(shù)同時(shí)調(diào)制信號的強(qiáng)度和相位，以盡可能減輕色散的影響。但DQPSK調(diào)制方式在實(shí)現(xiàn)的過程中需要一種QPSK光調(diào)制器。20光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.6馬赫-曾德爾單邊帶調(diào)制器（MZM）QPSK光調(diào)制器由4個(gè)如圖7.1.6（c）所示的馬赫-曾德爾調(diào)制器（MZM）構(gòu)成。它們是在0.1

mm厚的鈮酸鋰（LiNbO3）基板上制作的參數(shù)相同的雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制器（DP-MZM）。DP-MZMDQPSK光調(diào)制器包含兩個(gè)主MZ干涉儀，每一個(gè)主干涉儀又內(nèi)嵌兩個(gè)子干涉儀。對于DQPSK調(diào)制，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流分別加到兩個(gè)子MZI（MZA和MZB）插拔電極，以便控制同相I成分和正交Q成分。21光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.6（c）使用雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制（DP-MZM）的DQPSK光調(diào)制器參數(shù)相同指的是均為單邊帶調(diào)制器、均采用頻移鍵控（FSK）和行波共平面波導(dǎo)電極等。22光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.6雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制器（DP-MZM）DQPSK光調(diào)制器QPSK光調(diào)制器由4個(gè)如圖7.1.6a（即圖7.1.5b）所示的馬赫-曾德爾調(diào)制器（MZM）構(gòu)成，如圖7.1.6c所示。/2相移可用5.2.1節(jié)介紹的相位延遲片實(shí)現(xiàn)。

23光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.1.7電光開關(guān)7.1.1節(jié)已介紹了電光效應(yīng)，利用其原理也可以構(gòu)成波導(dǎo)光開關(guān)。

開關(guān)時(shí)間短（毫秒到亞毫秒量級）；體積非常小，而且易于大規(guī)模集成；但插入損耗、隔離度、消光比和偏振敏感性指標(biāo)都比較差。24光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.7馬赫-曾德爾11光開關(guān)25光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.1.7馬赫-曾德爾11光開關(guān)

26光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.2熱電效應(yīng)及熱光開關(guān)在圖7.1.7表示的電光波導(dǎo)開關(guān)中，用一個(gè)薄膜加熱器代替加控制電壓的電極，就可構(gòu)成熱光開關(guān)（TOS），如圖7.2.1a所示。它具有馬赫-曾德爾干涉儀（M-ZI）結(jié)構(gòu)形式，包含兩個(gè)3dB定向耦合器和兩個(gè)長度相等的波導(dǎo)臂。波導(dǎo)芯和包層的折射率差較小，只有0.3%。波導(dǎo)芯尺寸為8m8m，包層厚50m。每個(gè)臂上具有Cr薄膜加熱器，其尺寸為50m寬，5mm長。該器件的尺寸為303mm。27光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.2.1熱光波導(dǎo)開關(guān)

在電光波導(dǎo)開關(guān)中，用一個(gè)薄膜加熱器代替加控制電壓的電極，就可構(gòu)成熱光開關(guān)（TOS）；其交換原理是基于是基于馬赫-曾德爾干涉濾波器原理（見3.1.11節(jié)），在硅介質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)的相位變化由熱-電效應(yīng)引起。不加熱時(shí)，器件處于交叉連接狀態(tài)；但在通電加熱Cr薄膜時(shí)，引起它下面波導(dǎo)的折射率和相位變化，切換到平行連接狀態(tài)。

28光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.2.1c表示熱電光開關(guān)的輸出特性和驅(qū)動功率的關(guān)系。熱驅(qū)動功率由0變?yōu)?.5W時(shí)，可引起輸出狀態(tài)的切換

29光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3磁光效應(yīng)及其器件7.3.1磁光效應(yīng)7.3.2磁光開關(guān)7.3.3光隔離器7.3.4磁光波導(dǎo)光隔離器7.3.5光環(huán)行器30光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3.1磁光效應(yīng)把非旋光材料如玻璃放在強(qiáng)磁場中，當(dāng)平面偏振光沿著磁場方向入射到非旋光材料時(shí)，光偏振面將發(fā)生右旋轉(zhuǎn)，這種效應(yīng)就稱作法拉第（Faraday）效應(yīng)；它由MichaelFaraday在1845年首先觀察到。旋轉(zhuǎn)角

和磁場強(qiáng)度H與材料長度L的乘積成比例：（7.3.1）31光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.1法拉第磁光效應(yīng)磁場由包圍法拉第介質(zhì)的稀土磁環(huán)產(chǎn)生；起偏器由雙折射材料如方解石擔(dān)當(dāng)；法拉第介質(zhì)可由摻雜的光纖或者具有大的維德常數(shù)的材料構(gòu)成，如釔鐵石榴石晶體。如果反射光再一次通過介質(zhì)，則旋轉(zhuǎn)角增加到2。

32光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著法拉第旋轉(zhuǎn)器

它能使光纖上任意一點(diǎn)出射光的偏振態(tài)與入射光的偏振態(tài)正交33光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3.2磁光開關(guān)

當(dāng)線圈施加電壓+5

V時(shí)，電磁鐵對Gd：YIG晶體施加磁場，因?yàn)榉ɡ诮橘|(zhì)和石英介質(zhì)對光束偏振面的旋轉(zhuǎn)分別為45°和45°，所以光束通過這兩個(gè)元件的總偏振旋轉(zhuǎn)角為零。入射光束由方解石1分離為O光束（尋常光）和E光束（非尋常光），然后由方解石2組合為一束，并通過棱鏡和玻璃塊，最后從端2輸出。當(dāng)線圈施加電壓5

V時(shí)，光束偏振面共旋轉(zhuǎn)90°（法拉第介質(zhì)45°，石英介質(zhì)45°），因此O光束轉(zhuǎn)換為E光束，E光束轉(zhuǎn)換為O光束，由棱鏡反射后合成一束，從端3輸出。因此通過控制加在線圈上的電壓極性就可以控制輸入光信號是到達(dá)輸出光纖2還是3。34光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3.3光隔離器連接器、耦合器等大多數(shù)無源器件的輸入和輸出端是可以互換的，稱為互易器件。然而光通信系統(tǒng)也需要非互易器件，如光隔離器和光環(huán)形器。光隔離器是一種只允許單方向傳輸光的器件，即光沿正向傳輸時(shí)具有較低的損耗，而沿反向傳輸時(shí)卻有很大的損耗，因此可以阻擋反射光對光源的影響。對光隔離器的要求是隔離度大、插入損耗小、飽和磁場低和價(jià)格便宜。某些光器件特別是激光器和光放大器，對于從諸如連接器、接頭、調(diào)制器或?yàn)V波器反射回來的光非常敏感，引起性能惡化。因此通常要在最靠近這種光器件的輸出端放置光隔離器，以消除反射光的影響，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。35光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.3法拉第旋轉(zhuǎn)隔離器工作原理

反射光經(jīng)檢偏器返回時(shí)，通過法拉第介質(zhì)偏振方向又一次旋轉(zhuǎn)了45°，變成了90°，正好和起偏器的偏振方向正交，因此不能夠通過起偏器，也就不會影響到入射光

36光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.4厚膜Gd:YIG構(gòu)成的隔離器結(jié)構(gòu)

37光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著

光隔離器38光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3.4磁光波導(dǎo)光隔離器光纖通信發(fā)展的趨勢是將光源、光放大器、光調(diào)制器和探測器等光器件集成在一起。而光隔離器在這個(gè)集成器件中是必不可少的。雖然塊狀自由空間光隔離器尺寸小，隔離度大(>50dB)，插入損耗也小(<0.1dB)，但是這種基于法拉第旋轉(zhuǎn)器和線性偏振片的隔離器不和基于InP的半導(dǎo)體LD兼容，所以不能集成在一起。所以科學(xué)家們正在開發(fā)基于平面集成光路（PIC）的磁光波導(dǎo)器件。39光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著磁光波導(dǎo)器件基于PIC的磁光波導(dǎo)器件具有非互易的特點(diǎn)，成本低，體積小，穩(wěn)定性好，能與其他器件在同一個(gè)基板上集成，適合大批量生產(chǎn)。隨著研究的深入和工藝的改進(jìn)，它的隔離度會提高，插入損耗也會降低，相信不久的將來一定會從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入市場。40光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著集成光隔離器基本工作原理集成光隔離器基本工作原理是基于YIG磁光薄膜的磁光法拉第效應(yīng);按YIG磁光薄膜磁化方向的不同，光隔離器可分為縱向型和橫向型兩類;縱向型是外加磁場方向平行于光的傳輸方向;橫向型是外加磁場方向垂直于光的傳輸方向。41光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.5非互易相移MZI型波導(dǎo)光隔離器該光隔離器基于馬赫-曾德爾干涉儀（MZI）原理，在GaInAsP/InP基片上也集成了一個(gè)激光器LD。首先將鐵柘榴石波片鍵合在馬赫-曾德爾干涉儀波片上，該隔離器由兩個(gè)Y形耦合器。互易相移器由/4臂長差提供。MZI設(shè)計(jì)成在兩個(gè)臂中傳輸?shù)那跋蚬獠]有相差（同相），而后向傳輸?shù)墓獠ㄓ?80°的相差（反相）。這可以選擇合適的MZI兩臂波導(dǎo)長度，引入90°的非互易相移和90°的互易相移完成。因此，正向傳輸?shù)墓庠诔鯵2分支處時(shí)的總相移為零，兩光相長干涉而增強(qiáng)（見7.1.5節(jié)M-Z干涉幅度調(diào)制器）；而反向傳輸?shù)墓庠诔鯵1分支處時(shí)的總相移為，兩光相消干涉而抵消。這類器件無需精確的相位匹配和復(fù)雜的外加磁場控制，且波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，工藝制作簡單，更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。42光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.3.5光環(huán)行器光環(huán)行器除了有多個(gè)端口外，其工作原理與光隔離器類似，也是一種單向傳輸器件；主要用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)和光分插復(fù)用器中；方向性一般大于50dB。43光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著端口1輸入的光信號只有在端口2輸出，端口2輸入的光信號只有在端口3輸出。在所謂“理想”的環(huán)行器中,在端口3輸入的信號只會在端口1輸出。但是在許多應(yīng)用中，這最后一種狀態(tài)是不必要的。因此，大多數(shù)商用環(huán)行器都設(shè)計(jì)成“非理想”狀態(tài)，即吸收從端口3輸入的任何信號，方向性一般大于50dB。圖7.3.6光環(huán)行器---用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)44光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.7光環(huán)行器原理圖由偏振分光/合光器、光隔離器、相位延遲器構(gòu)成；光環(huán)行器的插入損耗一般為0.5～1.5dB，反射損耗和方向性均大于50dB。45光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.3.8光分插復(fù)用器（OADM）在WDM網(wǎng)絡(luò)中，需要OADM，在保持其他信道傳輸不變的情況下，將某些信道取出而將另外一些信道插入。圖7.3.8b為可編程分插復(fù)用器，通過對光纖光柵調(diào)諧取出所需要的波長，而讓其他波長信道通過。46光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.4聲光效應(yīng)及其器件7.4.1聲光效應(yīng)及聲光濾波器7.4.2聲光調(diào)制器7.4.3聲光開關(guān)47光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著7.4.1聲光效應(yīng)及聲光濾波器晶體折射率的周期性變化，不但可由施加的電場（波）引起，而且也可以由施加的聲場（波）引起，前者稱為電光效應(yīng)（見7.1.1節(jié)），后者則稱為聲光效應(yīng)。聲波是一種彈性波（縱向應(yīng)力波），在介質(zhì)中傳輸時(shí)，它使介質(zhì)密度產(chǎn)生局部的密集和疏松，發(fā)生相應(yīng)的彈性形變，使折射率產(chǎn)生周期性的變化，這就相當(dāng)于一個(gè)光柵，該光柵間距等于聲波波長。當(dāng)光波通過這種光柵時(shí)，同樣也會發(fā)生光的衍射，衍射光的傳輸方向、偏振、頻率和強(qiáng)度都隨聲波的變化而變化。聲光濾波器光柵由聲波動態(tài)產(chǎn)生，聲波又由施加在壓電晶體（如）上的射頻信號產(chǎn)生。

48光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.4.1聲光調(diào)諧濾波器（AOTF）AOTF基于光彈性效應(yīng)的布拉格原理，即通過聲光材料傳輸?shù)穆暡ɑ虺暡ㄐ盘柈a(chǎn)生隨聲波幅度周期性變化的應(yīng)力，使該材料的密度發(fā)生周期性的變化，相當(dāng)于使折射率n產(chǎn)生周期性的變化，其結(jié)果是聲波產(chǎn)生了可以對光束衍射的光柵，只有滿足布拉格條件的波長才能通過濾波器，因此對波長具有選擇性。聲波引起折射率的周期性變化可表示為 （7.4.1）式中S是聲波信號產(chǎn)生的應(yīng)力，p是光彈性系數(shù)。49光子學(xué)與光電子學(xué)原榮邱琪編著圖7.4.1聲光調(diào)諧濾波器）

射頻調(diào)制信號通過電極施加在壓電晶體上，壓電效應(yīng)使晶體表面產(chǎn)生應(yīng)力，從而產(chǎn)生表面聲波（SAW），其作用是使光偏振態(tài)從