《物理光学基础》实验指导书--声光调制器实验和电光调制器实验

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1、物理光学实验报告学院：信息与通信工程学院班级：学号：姓名：日期：2012年5月3日12实验一声光调制器一、实验目的1、掌握声光调制器的工作原理和使用方法。2、巩固书上所学的关于声光调制器的应用原理、范围。二、实验仪器1、声光调制器实验仪1台2、半导体激光器或He-Ne激光器1台3　5V、24V直流电源各1台4单踪5MHz示波器1台三、实验原理和电路说明声光调制器实验仪由线性声光调制器及驱动电源两部分组成。驱动电源产生150MHZ频率的射频功率信号加入线性声光调制器，压电换能器将射频功率信号转变为超声信号，当激光束以布拉格角度通过时，由于声光互作用效应，激光束发生衍射（如图1所示）。外加文字

2、和图像信号以0.5~~5.5V电平输入驱动电源的调制接口“输入”端，衍射光光强将随此信号变化，从而达到控制激光输出特性的目的，如图2所示。线性声光调制器由声光介质（钼酸铅晶体）和压电换能器（铌酸锂晶体）、阻抗匹配网络组成。声光介质两通光面镀有0.6328um（或者其他）光波长的光学增透膜。整个器件由铝制外壳安装。驱动电源由振荡器、转换电路、锯齿波电路、线形电压放大电路、功率放大电路组成。驱动电源的工作电压:±15V(黑正、白负、包线为地，注意！！);外输入调制信号由“输入”端输入(控制开关拨向“调制”)，直流工作电压范围为：0.5~~5.5V;衍射效率大小由工作电压大小决定。“输出端”输出

3、驱动功率,用高频电缆线与声光器件相联后，驱动电源的输入电源才接通±15V电源。驱动电源的外形图，如图4所示。12θ驱动电源θθ入射光压电换能器一级衍射光零级光图1布拉格衍射原理图图2衍射光光强将随此信号变化情况五、实验内容与步骤1、显示声光调制波形，观察声光调制偏转现象2、测试声光调制幅度特性3、显示入射光与衍射光的能量分布4、测试声光频率偏转特性5、测试声光调制衍射效率、带宽等参数126、测量超声波在介质中的声速7、模拟声光调制的光通讯实验研究与演示五、实验报告1、整理实验数据，画出相应的数据表格和波形图。（1）实验数据表载波电压（V）0.531.011.512.022.523.02接收

4、光强（V）1.023.295.465.645.745.85载波电压（V）3.514.004.515.005.52接收光强（V）5.966.066.076.076.09（2）声光调制幅度特性图图3载波电压与接收光强122、线性声光调制器由哪些部分组成？各部分的作用是什么？线性声光调制器是由声光介质和换能器组成。换能器：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。声光介质：当超声波传入声光介质时，在介质内形成折射率变化，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。3、声光频率偏转特性：频率衍射光斑减小稠密增大稀疏4、入射光与衍射光的能量分布

5、A=B+C(注：A为入射光，B为衍射光0级光，C为衍射光±1级光)5、测试声光调制衍射效率ŋ=I1/I0=5.56/6.06=91.7%（I1为1级光，I0为0级光）126、实验心得体会通过本次声光调制器实验的过程，我明白了声光效应的基本原理以及其基本的现象和一些简单的应用，解开了课上对它的疑惑，从现实中真正地看见了这些神奇的现象，亲身经历了整个过程。在课上的学习中，我知道了声光效应的定义，即当光通过有超声波作用的介质时，相位就要受到调制，其结果如同它通过一个衍射光栅，光栅间距等于声波波长，光束通过这个光栅时就要产生衍射，这就是通常观察到的声光效应。根据对这个定义的初步理解，和课上一些基本

6、理论的学习，其实主要是在老师的讲解带领下，我们集体完成了这个实验。起初，在老师的指导下，我们连接好电路，开始调节光斑，使其通过设备之后在接收面上得到的光强最集中，在调节的过程中我们发现，逆时针调节载波频率使其变小时，光斑逐渐向内靠近，即角度变小，反之向外散去。当调节到适当参数时，使其稳定，接下来我们逐渐调节载波频率隔0.5V记录一次载波频率的大小和所接收到的光强的大小，载波频率从1.51V变化到5.3V，期间一共记录了十二组数据，通过对数据的初步处理，画草图，我们大体可看出在中间阶段，载波频率与接收的光强近似成线性关系。后来老师告诉我们关于衍射功率的概念，即1级光与0级光的比值百分数，通过

7、调节，我们使这个这个比值达到最大，此时老师给我们接上音乐，扩音器里竟神奇般的发出了模糊的音乐声，经过反复的调节之后，声音逐渐清晰，欣慰的我们都在聆听着自己操作过的音乐。本次实验虽小，但是对我们的影响颇大，是我们极少数的能亲自参与的成功的实验，真正的将我们的知识运用到了实践中，希望这样的机会能再多一点，让我们更好的理解课本中的知识，而不只是纸上谈兵，学完就忘。12实验二电光调制器一、实验目的1、掌握电光调制器的工作原理和使