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軍用聲光元器件學(xué)習(xí)備課教材之五十一

     作者：老軍001

本章重點講述聲光元器件；

第一，概念原理；

聲光互作用效應(yīng)是當(dāng)超聲波在聲光介質(zhì)中傳播時，，聲光介質(zhì)產(chǎn)生形變，導(dǎo)致聲光介質(zhì)中的光學(xué)折射率發(fā)生空間周期性的變化，相當(dāng)于介質(zhì)內(nèi)形成了一個折射率光柵，當(dāng)激光通過介質(zhì)時產(chǎn)生折射衍射。聲光衍射使光波在通過介質(zhì)后的光學(xué)特性發(fā)生改變，即光波的傳播方向、強度、相位、頻率發(fā)生變化。

聲光器件是根據(jù)聲光互作用效應(yīng)設(shè)計的一種光電子器件。聲光器件具有工作電壓低，響應(yīng)速度快，帶寬大，信息容量大，可進行實時處理，分辨率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，易于集成化等優(yōu)點。

第二，聲光元器件的分類與視圖；

利用聲光互作用特性已經(jīng)開發(fā)出各種不同功能的聲光器件，并廣泛應(yīng)用于光電子領(lǐng)域。按其實現(xiàn)的功能可分為三大類：聲光調(diào)制器，聲光偏轉(zhuǎn)器，聲光濾波器；代表作品有：脈沖聲光調(diào)制器，連續(xù)波聲光調(diào)制器，聲光移頻器，聲光Q開關(guān)，聲光鎖模器，聲光偏轉(zhuǎn)器，聲光可調(diào)濾光器。

從器件的結(jié)構(gòu)形式看，可分為自由空間的體聲波光器件，平面波導(dǎo)型的表面波聲光器件，光纖型的光纖聲光器件。

         圖1，我國出版的聲光器件原理書籍

   圖2，國產(chǎn)聲光調(diào)制器

                   圖3，國產(chǎn)聲光移頻器

第三，聲光器件發(fā)展現(xiàn)狀；

20世紀40年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了聲光互作用現(xiàn)象，并在實驗中得到證實。60年代中期到70年代中期，聲光器件的性能迅速提高，而且無論控制激光束的哪方面特征，所用工作原理、結(jié)構(gòu)和制作工藝都是基本一樣的，在設(shè)計上加以一定考慮，就可以適應(yīng)各種需要，甚至一個器件同時可起到多種功能，這是其他光電子器件如電光器件、機械的光偏轉(zhuǎn)器件等望塵莫及的。因此，進入70年代后，聲光器件的應(yīng)用越來越廣，在許多場合已取代其他器件，并發(fā)表了許多只有聲光器件才能完成的任務(wù)應(yīng)用。

20世紀70年代后，隨著聲表面波技術(shù)和集成光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，平面制造工藝得到了很大進步，發(fā)展了利用聲表面波與導(dǎo)光波之間相互作用的表面波聲光器件。這類器件具有所需的驅(qū)動功率少，響應(yīng)速度快，并行處理能力，帶寬大，易于集成等一系列其他器件無法比擬的優(yōu)點，特別適合于快速光信號處理。在光信號處理，光計算，光通信和集成光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用。

光纖聲光器件是20世紀末期發(fā)展起來的一類聲光器件，有光纖聲光器件和全光纖聲光器件兩大類。光纖聲光器件在相干光通信、光纖陀螺和光纖水聽器等干涉系統(tǒng)以及信號處理領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。

在我國研發(fā)的激光雷達、激光制導(dǎo)、核爆炸模擬、新概念武器等軍用系統(tǒng)，目前90%以上采用我國自主研制的聲光器件。在光電子裝備對聲光器件日益增多的需求牽引下，聲光器件在設(shè)計和工藝上取得了長足的進步，成為光電子技術(shù)非常重要的單元技術(shù)。

老軍001梳理于2013年2月28日

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