声光效应的应用介绍
当机械波穿过介质时,在其内产生周期性弹性形变,从而使介质的折射率产生周期性变化,相当于一个移动的相位光栅。若同时有光传过介质,光将被相位光栅所衍射。能快速有效地控制激光束的强度、方向和频率,还可把电信号实时转换为光信号。此外,还是探测材料性质的主要手段。
还可以制作调制器件,制作偏转器件,可调谐滤光器,在光信号处理和集成光通讯方面的应用。
器件
在实际器件中,机械波是由压电换能器激发,互作用介质和压电换能器相结合。器件分为两类。
①体器件:机械波和光波均在介质体内传播,互作用介质和压电换能器常用铟、锡或铝等软金属材料,通过真空冷压焊工艺粘合在一起。
②表面(或薄膜)器件:机械波为沿介质表面传播的表面波,光波则为在平面光波导中传播的导光波。这时,介质和压电材料融为一体,衬底材料必须既具有效应又具有压电效应,常用的材料有锂,而叉指换能器只需在材料表面蒸镀叉指状电极。
调制器
根据调制原理制成的器件。改变Pa(实际是改变加在压电换能器上的电信号功率)即可改变η或Id的值。当V较小时,sin(V/2)≈V/2,易得η≈(V/2)∝Pa,即可实现线性调制。
偏转器
根据偏转原理制成的器件。偏转角(即衍射光与入射光之间的夹角)α=θi+θd,改变加在压电换能器上的电信号的频率f,即可改变衍射光的方向。
移频器
由于机械波是向前传播的,衍射时光将发生多普勒频移。对于±1级布喇格衍射,ωd=ωi±Ω,式中ωi、ωd和Ω分别为入射光、衍射光和机械波的圆频率。改变电信号的频率f=Ω/2π,即可改变衍射光的频率。
可调滤光器
例如入射光具有复杂的光谱成分(即包括许多不同波长的光),当θi一定时,λf为常数。相对地改变电信号频率f,波长不同的光将相应地分别被衍射取出。