宝典物理光学基础试验书声光调制器试验和电光调制器试验.docx

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

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
35V、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）。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。

θ
驱动电源
θ
θ
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
6、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（0.531.011.512.022.523.02接收光强（1.023.295.465.645.745.85载波电压（3.514.004.515.005.52接收光强（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
2、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

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）
6、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0.5

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用方法。
2、巩固书上所学的关于电光调制器的应用原理、范围。
二、实验仪器
1、电光调制器实验仪1台
2、半导体激光器或He-Ne激光器1台
35V、24V直流电源各1台
4双踪示波器1台
三、实验原理和电路说明
光在晶体中传播的性质可用折射率椭球来描述，电场对光学介质的影响，是电场使介质的折射率椭球主轴方向和大小发生变化。当不给克尔盒加电压时，盒中的介质是透明的，各向同性的非偏振光经过P后变为振动方向平行P光轴的平面偏振光。通过克尔盒时不改变振动方向。到达Q时，因光的振动方向垂直于Q光轴而被阻挡（P、Q分别为起偏器和检偏器，安装时，它们的光轴彼此垂直。），所以Q没有光输出；给克尔盒加以电压时，盒中