论文

盐城师范学院毕业论文2012－2013学年度声光效应的理论与实验研究学生姓名张三学院物理科学与电子技术学院专业物理学班级09（2）学号09223112指导教师李四2013年05月20日毕业论文承诺书本人郑重承诺：1、本论文是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行分析研究，独立撰写而成的。2、本论文中，所有实验、数据和有关材料均是真实的。3、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。4、本论文如有剽窃他人研究成果的情况，一切后果自负。学生（签名）：2013年5月20日盐城师范学院毕业论文I声光效应理论和实验研究摘要声波是弹性波，当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间和空间上的周期性变化，并且致使介质的折射率也作相应变化。有超声波传播的介质如同一个相位光栅，当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象。本论文旨在加深对声光效应原理的理解，通过实验验证声光效应理论。在熟悉喇曼—纳斯衍射及布拉格衍射的实验条件和特点的基础上，通过对声光器件0级和+1级(-1级)衍射光斑的距离和光功率值的测量，绘制出声光偏转和声光调制曲线，进而求得声光衍射效率和衍射偏转角。【关键词】声光效应；声光偏转；声光调制；衍射效率盐城师范学院毕业论文IIStudyoftheoryandexperimentforacousto-opticeffectAbstractSoundwavesareelasticwaves,whentheultrasonicwavetransmitsinamedium,itwillcausetheelasticstrainofthemediumchanginginaperiodicwayastimeandspace,andalsoleadtothechangeofrefractiveindexofthemediumaccordingly.Amediumwithultrasonicwavecanberegardedasaphasegrating.Whenlaserbeamgoesthroughthatmediumcanproducediffractionphenomenon.Theobjectofthispaperistounderstandtheprincipleofacoustoopticaleffect,provethetheoryofacousto-opticaleffectthroughtheexperiment.OnthebaseoffamiliarwiththeconditionsofdiffractionexperimentandcharacteristicsofRamanandBraggdiffraction,thelightdiffractionefficiencyandtheangleofdiffractiondeflectionarecalculatedwiththemeasurementfordistanceofacousto-opticaldevicefromLevel0toLevel+1(-1)andlightpower,mappingoutacousto-opticaldeflectionandacousto-opticalmodulationcurve.[Keywords]Acousto-opticaleffect;Acousto-opticaldeflection;Acousto-opticalmodulation;Diffractionefficiency盐城师范学院毕业设计III目录摘要...........................................................................................................................................IAbstract......................................................................................................................................II1声光效应的发展趋势及应用.................................................................................................11.1发展趋势......................................................................................................................11.2主要应用......................................................................................................................11.2.1声光调制器........................................................................................................21.2.2声光偏转器........................................................................................................21.2.3声光移频器........................................................................................................21.2.4声光可调滤光器................................................................................................22声光效应的基本原理.............................................................................................................22.1喇曼—奈斯衍射..........................................................................................................42.2布拉格衍射..................................................................................................................63声光布拉格衍射实验............................................................................................................73.1声光器件的组成...........................................................................................................73.2声光布拉格衍射的仪器及操作步骤...........................................................................83.2.1实验仪器结构.....................................................................................................83.2.2各单元主要技术参数.........................................................................................83.2.3实验步骤............................................................................................................93.3实验数据记录及结果分析.........................................................................................103.3.1声光偏转中偏转角和超声波声速测量...........................................................103.3.2衍射效率...........................................................................................................114总结......................................................................................................................................14参考文献..................................................................................................................................15致谢..................................................................................................................................16盐城师范学院毕业论文1引言超声波通过介质时会导致介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，该现象是光波与介质中声波相互作用的结果。此时，若有一光束通过该介质将会产生衍射，这种现象称为声光效应。声光效应从发现至今，已经得到了广泛的应用。利用该效应已制成了各种声光器件，如声光调制器件、声光偏转器件、声光调Q开关、可调谐滤光器和脉冲幅度分析仪等。这些器件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，它们在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面发挥着极其重要的作用。本论文在深入分析声光效应原理的基础上，利用现有的实验设备和条件进行声光效应的实验研究,加深对声光效应的特点及规律的理解和掌握，分析影响声光效应衍射角和声光衍射效率的因素。1声光效应的发展趋势及应用1.1发展趋势1922年，L.N.布里渊在理论上预言了声光衍射效应。1932年P.J.W.德拜和F.W.席尔斯以及R.卢卡斯和P.比夸特分别观察到了声光衍射现象。从1966年到1976年期间，声光衍射理论、新声光材料及高性能声光器件的设计和制造工艺都得到了迅速发展。1970年，实现了声表面波对导光波的声光衍射，并研制成功表面（或薄膜）声光器件。1976年以后，随着声光技术的发展，声光信号处理已成为光信号处理的一个分支。而对声光衍射的实验研究早在20世纪30年代就已经开始了。到了60年代，激光器的问世又为声光现象的研究提供了理想的光源，进一步促进了声光效应理论和应用研