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1、声 光 效 应,物理实验教学中心,实验背景,声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光与介质中的声波相互作用的结果。声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。利用声光效应制成的声光器件（如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等）在激光技术、光信号处理和集成光通信技术等方面有着重要的应用。,实验目的,1掌握声光效应的原理和实验规律。 2观察喇曼-奈斯（RanmanNath）衍射的实验条件和特点。 3利用声光效应测量声波在介质中的传播速度。 4测量声光器件的衍射效率和带宽。 5了解声光效应在通信技术中的应用。,实验仪器,实验装置示意,实验原理,有超声
2、波传播的介质如同一个相位光栅，根据超声波频率的高低或声光相互作用长度的长短，可以将光与弹性声波作用产生的衍射分为两种类型，即喇曼-奈斯衍射和布拉格衍射。,布拉格衍射原理示意,喇曼-奈斯衍射原理示意,实验内容与步骤,1观察喇曼-奈斯衍射现象,按照实验原理出现了喇曼-奈斯型衍射现象后，使之达到最佳状态。分别改变信号发生器的功率和频率，观察衍射现象的变化，记录实验现象。,2测量声光器件的衍射效率 在喇曼-奈斯衍射条件下，一级衍射光的效率为,3测量超声波长S和声速S,按照下图所示，测量光屏上零级和一级衍射光点之间的距离a，声光器件与光屏之间的距离为L，计算一级衍射角，,衍射角测量示意,4测量声光器件的
3、带宽和中心频率,将频率计的输入与实验仪的“测频”插座连接，测量超声信号源的频率。,5观测利用声光效应的信息传输实验,开启实验仪的电源，这样加到声光器件上的信号变成经脉冲方波调制的超声波，经过声光相互作用，传输到接受端。调节“调制频率”并控制“音量”，可由双踪示波器上观测调制频率和解调频率及其变化，并且由仪器内置的扬声器收听变化的音调。,注意事项,1、高频超声信号源不得空载，即在开启实验仪电源前，应先将“输出”端与声光器件相连，否则，容易损坏超声信号源。 2、声光器件应小心轻放，不得冲击碰撞，否则将可能损坏内部晶体而报废。 3、声光器件的通光面不得接触、擦拭、清洗，不做实验时，通光孔可用不干胶纸封住，否则易损坏光学增透膜，如有灰尘可用洗耳球吹去。,思考题,1、为什么说声光器件相当于相位光栅? 2、声光器件在什么实验条件下产生喇曼-奈斯和布拉格衍射？两种衍射的现象各有什么特点？ 3、调节喇曼-奈斯衍射时，如何保证光束垂直入射?,
