声光调制器的原理、结构及参数

声光调制器是控制激光束强度变化的声光器件。调制信号是以电信号形式作用于电声换能器上，再转化为以电信号形式变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为携带信息的强度调制波。

声光调制是一种外调制技术，通常把控制激光束强度变化的声光器件称作声光调制器。声光调制技术比光源的直接调制技术有高得多的调制频率;与电光调制技术相比，它有更高的消光比(一般大于1000：1)，更低的驱动功率，更优良的温度稳定性和更好的光点质量以及低的价格;与机械调制方式相比，它有更小的体积、重量和更好的输出波形。根据它的用途特点可分为：脉冲声光调制器、线性声光调制器、正弦声光调制器、红外声光调制器等。

声光调制器由声光介质和压电换能器构成。当驱动源的某种特定载波频率驱动换能器时，换能器即产生同一频率的超声波并传入声光介质，在介质内形成折射率声变化，光束通过介质时即发生相互作用而改变光的传播方向即产生衍射。

当外加信号通过驱动电源作用到声光器件时，超声强度随此信号变化，衍射光强也随之变化，从而实现了对激光的振幅或强度调制;当外加信号仅为载波频率且不随时间变化时，衍射光的频率发生变化而达到移频。

声光调制是基于声光效应而实现的。声光调制器由声光介质、电-声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等组成。

声光介质是指声光相互作用的区域。当一束光通过变化的声场时，由于光和超声场的相互作用，其出射光就具有随时间而变化的各级衍射光，利用衍射光的强度随超声波强度的变化而变化的性质，就可以制成光强度调制器。

电-声换能器(又称超声发生器)可以利用某些压电晶体(如石英、LiNbO3等)或压电半导体(如CdS、ZnO等)的反压电效应，在外加电场作用下产生机械振动而形成超声波，因此它起着将调制的电功率转换成声功率的作用。

吸声(或反射)装置放置在超声源的对面，用以吸收已通过介质的声波(工作于行波状态)，以免返回介质产生干扰，但要使超声场为驻波状态，则需要将吸声装置换成声反射装置。

驱动电源用以产生调制电信号施加于电声换能器的两端电极上，驱动声光调制器(换能器)工作。

1、光波长：用于声光互作用的有效波长;

2、光波长范围：满足声光性能参数规约的光波长宽度;

3、工作频率：声光调制器工作的声载波频率;

4、衍射效率：级光强(或衍射光强)与透过声光介质总光强的百分比值;

5、脉冲重复率：脉冲信号包络的时间周期的倒数;

6、光脉冲上升时间：脉冲信号前沿从10%上升到90%稳定值的时间;

7、动态调制度：信号包络的最大值Imax和最小值Imin，按公式(Imax-Imin)/(Imax+Imin)计算的数值;

8、调制带宽：以声光调制器低频信号的最大调制度为基值，改变调制信号直到调制度下降3dB所对应的频率宽度;

9、线性度：一级衍射光强与控制电压改变的关系曲线的线性状况;

10、电压可调范围：满足线性度指标的控制电压范围;

11、线性光强等级：衍射光强度随控制电压改变所能达到可分辨的光强变化等级，亦可称之为灰度等级;

12、消光比：一级光衍射光方向上器件处于“开”状态的最佳衍射光强与“关”状态下的杂散光强之比值;

13、光学透过率：声光介质插入声光调制器光路中的透过光强与自由光路的光强之百分比值;

14、移频带宽：以中心频率处衍射光强的最大值为基准，衍射光强随声载波频率改变而下降至3dB所对应的带宽。