什么是声光调制
声波是一种纵向机械应力波(弹性波)。若把这种应力波作用到声光介质中时会引起介质密度呈疏密周期性变化,使介质的折射率也发生相应的周期性变化,这样声光介质在超声场的作用下,就变成了一个等效的相位光栅,如果激光作用在该光栅上,就会产生衍射。衍射光的强度,频率和方向将随超声场而变化,所谓声光调制器就是利用这一原理而实现光束调制或偏转的。激光具有极好的时间相干性和空间相干性,它与无线电波相似,易于调制,且光波的频率极高,能传递信息的容量很大。加之激光束发散角小,光能高度集中,既能传输较远距离,又易于保密。因而为光信息传递提供了一种理想的光源。
声光调制的应用
气体激光,特别是氩离子激光,由于离子跃迁的特殊性,频域参量几乎完全随即变化,表现为各模式幅度的剧烈起伏和随机消失,给锁模技术带来一定困难,采用调制作用较强的铌酸锂石英,声光调制系统,能够实现氩离子激光锁模,获得亚毫微秒超短激光脉冲。这种锁模氩离子激光已用于同步泵浦环形染料激光器。
声光锁模器实质上是频率非常稳定的超声驻波与激光束相互作用的一种声光调制器。如果声光锁模器的调制频率与激光腔的纵模频率间隔完全相等,这样激光腔的各个纵横便受到周期性的调制并保持相同的相位。经过不断耦合,激光器的输出就是一系列脉宽极窄的规则脉冲序列。
射频电源通常由射频振荡器、调制电路和产生射频信号驱动声光器件的功率放大器组成。声光调制器内的传感器利用压电效应精确地将射频信号以固定或可变频率转换为晶体介质光学材料中的声波。声光器件和射频电源配套使用,用来优化速度和稳定的应用。一些附加的特定应用还有第一脉冲抑制、同步、脉冲整形或多通道运作。
声光调制器声光调制的发展
随着激光技术的发展,声光调制的应用越来越多的拓展到各个行业当中。
预(光)刻伺服磁道技术的研究,利用激光微斑记录特性使磁盘存储器的道密度得到大幅提高,而在预(光)刻伺服录写装置中,一个重要的任务就是对激光束进行光强调制集光脉冲调制。而通常采用的就是声光调制。
激光印刷机中,激光束的偏转调制器就是应用声光调制布拉格衍射原理实现的。利用高频驱动电路可以产生高频电振荡,通过超声转换能器形成超声波,通过快速控制超声波,实现声光器件调制激光束的目的。
在军事上,它也有广泛应用,例如一种新式探测器:雷达波谱分析器。空军飞行员可以利用它分析射到飞机上的雷达信号来判断飞机是否被敌方跟踪。外来的雷达信号与本机内半导体激光器产生的振荡信号经混频,放大后,驱动声光调制器,产生超声波,当外来信号变化时,超声波长也变化,衍射光的角度也变化,反映在二极管列阵上,可以很容易的识别敌方雷达信号。