聲光調制是利用聲光效應將信息加載于光頻載波上的一種物理過(guò)程。調制信號是以電信號(調幅)形式作用于電聲換能器上,再轉化為以電信號形式變化的超聲場(chǎng),當光波通過(guò)聲光介質(zhì)時(shí),由于聲光作用,使光載波受到調制而成為“攜帶”信息的強度調制波。
無(wú)論是拉曼-納斯衍射,還是布拉格衍射,其衍射效率均與附加相位延遲因子
有關(guān),而其中聲致折射率差Δn正比于彈性應變S幅值,而S正比于聲功率Ps,故當聲波場(chǎng)受到信號的調制使聲波振幅隨之變化時(shí),衍射光強也將隨之做相應的變化。布拉格聲光調制特性曲線(xiàn)與電光強度調制相似,如右圖所示??梢钥闯觯貉苌湫?eta;s與超聲功率Ps是非線(xiàn)性調制曲線(xiàn)形式,為了使調制波不發(fā)生畸變,則需要加超聲偏置,使其工作在線(xiàn)性較好的區域。
對于拉曼-納斯型衍射,工作聲源率低于10MHz,右圖(a)出了這種調制器的工作原理,其各級衍射光強為
的倍數。若取某一級衍射光作為輸出,可利用光闌將其他各級的衍射光遮擋,則從光闌孔出射的光束就是一個(gè)隨
變化的調制光。由于拉曼-納斯型衍射效率低,光能利用率也低,當工作頻率較高時(shí),乘余的作用區長(cháng)度L太小,要求的聲功率很高,因此拉曼-納斯型聲光調制器只限于在低頻工作,只具有有限的帶寬。
對于布拉格型衍射,其衍射效率給出。布拉格型聲光調制器工作原理如右圖(b)所示。在聲功率Ps(或聲強Is)較小的情況下,衍射效率ηs隨聲強度Is單調地增加(呈線(xiàn)性關(guān)系),則
式中,cosθb因子是考慮了布拉格角對聲光作用的影響。因此,若對聲強加以調制,衍射光強也就受到了調制。布拉格衍射必須使光束以布拉格角θb入射,同時(shí)在相對于聲波陣面對稱(chēng)方向接收衍射光束時(shí),才能得到滿(mǎn)意的結果。布拉格衍射由于效率高,且調制帶寬較寬,故多被采用。