拉曼-奈斯型声光衍射效应实验仪

通过傅里叶光学分析,阐述了拉曼-奈斯衍射条件下超声驻波成像的本质.设计了拉曼-奈斯型声光衍射效应综合实验仪,验证了当激光垂直穿过驻波超声光栅后的光场含有一系列中心频率间隔为超声波频率的非相干光,根据实际条件简化了光场总强度分布表达式.

拉曼-奈斯衍射光功率的特征

在拉曼-奈斯衍射中,衍射光被频移、强度调制、偏转。然而,衍射光的功率与时间、探测位置的关系一直被忽视。从理论和实验上研究了在超声场外任意位置探测到的拉曼-奈斯衍射光功率随时间和探测位置的变化情况。发现拉曼-奈斯衍射光的功率是时间与探测位置的周期函数。另外,衍射光的功率随时间和沿着超声波的传播方向周期变化。最后,衍射光功率的信号可以认为由一系列频率为整数倍超声波频率的余弦信号构成。

声光效应的实验研究

利用LD泵浦全固态固体激光器产生的532nm绿光在SO2000型声光效应实验仪上进行了声光衍射角、声光调制的实验研究,并与650nm红光作了比较.实验得出:532nm绿光的拉曼-奈斯衍射实验效果较好,在实验中很容易将±1级衍射光的光强调制的较强且强度一致,而高级衍射光几乎不会出现,全部能量都分布在0级衍射光和±1级衍射光上,可用来制作双通道声光调制器和声光偏转器.

液体中声光效应的特点及分析

分析了液体中的声光相互作用的特点.根据声光相互作用类型的区分标准,液体中的声光相互作用为典型的拉曼-奈斯衍射.实验测得的衍射光强分布与理论规律相符合.表明衍射条纹的方位由相位光栅方程决定,衍射条纹的强度由相应阶次的J2m(v)函数值决定.对于确定的介质,存在一最佳声场功率使得高级次的衍射光强度最大.

多级声光衍射相互作用长度的实验研究

实验研究了多级声光衍射条件下的最佳声光相互作用长度与声波和光波之间的定量关系。测量结果表明最佳声光相互作用长度与声频紧密相关而几乎与入射光波长及强度无关。实验结果发现当声频低时,相互作用长度短,声频在9 MHz左右,相互作用长度约为8 mm,当声频降低为6 MHz左右时,相互作用长度约为4 mm。设计了以纯水为介质的声光Q开关器件,在超声频率9 MHz,声功率3.4 W的条件下实现了约98%的总衍射效率。

KDP三维正常声电光器件

给出了三维声电光效应的耦合波方程,推出了其衍射效率的计算公式;讨论了KDP三维正常声电光器件的设计方法,包括晶体切向结构和换能器尺寸的设计;制作了KDP三维正常声电光器件,测试了器件相对衍射效率随直流电压变化的实验曲线,测试结果与理论计算相符合。多维声电光器件在多通道光信号处理和多路光通信领域有广泛应用前景。