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1、次数偏转距离AL/umL/mm123456Pfs/MHzvs/m/s90120实验步骤：1、观察喇曼纳斯衍射和布喇格衍射，比较两种衍射的实验条件和特点；2、布喇格衍射的定标；3、布喇格衍射下，测量1级衍射光相对于0级衍射光的偏转角cp与超声波频率fs的关系曲 线，并计算声速 vs；s4、布喇格衍射下，固定超声波频率在中心频率处，测出衍射相对光强与超声波功率，绘制 二者关系曲线；5、声光模拟通信实验（选做）； 思考题：1 、 声光效应可能有那些方面的应用？声光偏转器件：在布喇格衍射条件下，固定超声波功率，改变超声波频率，可改变 1 级衍射 光的偏转角度；声光调制器件：在布喇格衍射条件下，固定超声
2、波频率，改变超声波功率，可改变 1 级衍射光的强度； 操作要点：1、观察喇曼纳斯衍射和布喇格衍射，比较两种衍射的实验条件和特点； 喇曼纳斯衍射：类似光栅衍射；布喇格衍射：类似晶体衍射；2、布喇格衍射的定标；确定示波器上每个小格代表CCD上的多少个像元，从而计算出实际代表的空间距离。如： 示波器用10X5格代表CCD上2700个像元，每个像元为11um的光电二极管，则示波器上2700每个小格代表实际空间距离x11pm = 742.5pm。10 x 53、布喇格衍射下，测量1级衍射光相对于0级衍射光的偏转角p与超声波频率fs的关系曲 线，并计算声速vs；nL s 9 s其中，L要加入CCD到前面板
3、的距离4.5cm； 9=， v =- f，九=650nm。4、布喇格衍射下，固定超声波频率在中心频率处，测出衍射相对光强与超声波功率P,绘S 制二者关系曲线；s s 0附录：1、原理：当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性的变化 并且导致介质的折射率也发生相应的变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现 象，这就是声光效应。有超声波传播着的介质如同一个相位光栅。(一)喇曼-纳斯衍射：(简要介绍)当光束斜入射时，如果声光作用的距离满足LV碍/2入，则各级衍射极大的方位角e由下式决定sin 0 = sin i + m 知(12)m尢s式中i为入射光波矢k与超声波波
4、面之间的夹角。上述的超声衍射称为喇曼-纳斯衍射,图 2 布喇格衍射当声光作用的距离满足L2入/，而且光束相对于超声波波面以某一角度斜入射时， 在理想情况下除了 0级之外，只出现1级或者-1级衍射。如图2所示。这种衍射与晶体对 X光的布喇格衍射很类似，故称为布喇格衍射。能产生这种衍射的光束入射角称为布喇格角。 此时的有超声波存在的介质起体积光栅的作用。可以证明，布喇格角满足sin i =*(13)B s式中(13)称为布喇格条件。因为布喇格角一般都很小，故衍射光相对于入射光的偏转 角0为二 2i U 九=勺 f(14)B Xs 叫 s式中，n为折射率，y s为超声波波速，厶为超声波频率，其它量的意义同前。在布喇 格衍射的情况下，一级衍射光的衍射效率为耳=sin2 传Jm2lps(15)式中，p为超声波功率，L和H为超声换能器的长和宽，M2为反映声光介质本身性质 的一常数，M2= n6P2/pp为介质密度，P为光弹系数。在布喇格衍射下，衍射光的频率也由 ( 10 )式决定。理论上布喇格衍射的衍射效率可达到 100%，喇曼-纳斯衍射中一级衍射光的最大衍射 效率仅为34%，所以实用的声光器件一般都采用布喇格衍射。2、数据处理：1、示波器上每个小格代表实际空间距离xllym = 742.5pm2、旷f的关系曲线:270010 x 53、 I1Ps 的关系曲线：1s图 2 声光调制测量
