聲光偏轉(zhuǎn)器主要參數(shù)

在選擇器件所用的機(jī)械波 媒質(zhì)時，除考慮透光率等光學(xué)特性之外，還會考慮機(jī)械波的傳播損耗和性能參數(shù)。式(1) 所示一級衍射光的式子中的常數(shù)K為

K =

式中，L和H為在垂直于光的行進(jìn)方向的機(jī)械波束的展寬；M 是用下式定義的性能參數(shù)：

M =

式中，n是機(jī)械波媒質(zhì)的折射率，P是光彈常數(shù)，

自發(fā)明激光器以來，其應(yīng)用研究十分活躍，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于記錄、測量和顯示等領(lǐng)域內(nèi)。使這些應(yīng)用成為可能的因素是激光調(diào)制和偏轉(zhuǎn)技術(shù)的發(fā)展，其中，器件起了極大的作用。器件與旋轉(zhuǎn)多面鏡等機(jī)械式器件相比，具有壽命為半永久的等特點。與電光器件相比，在高速動作方面具有不利之處，但在溫度穩(wěn)定度和消光比方面卻具優(yōu)越性，可根據(jù)用途的不同而用作有效的器件。

為了能夠通過電路信號對激光的方向進(jìn)行控制并縮短反應(yīng)延遲，實驗中多使用偏轉(zhuǎn)器對激光方向進(jìn)行操控。

如果在透明玻璃和晶體等媒質(zhì)中產(chǎn)生機(jī)械波，則會引起周期性的折射率變化而成為相位型衍射柵，如果讓激光束入射到媒質(zhì)中，激光束就產(chǎn)生衍射，衍射光的強(qiáng)度和方向隨機(jī)械波 的強(qiáng)度和波長的狀態(tài)而變化。這就是機(jī)械波與光的相互作用。該效應(yīng)就是調(diào)制器和偏轉(zhuǎn)器的工作原理。

衍射分為拉曼-奈斯衍射與布拉格衍射，由于拉曼-奈斯衍射效率較低，所以多采用布拉格衍射，基于布喇格衍射的調(diào)制器是使零級光或一級光的強(qiáng)度隨調(diào)制信號而變化的調(diào)制器。設(shè)入射激光束的強(qiáng)度為I時，一級衍射光的強(qiáng)度

如圖1，除未偏轉(zhuǎn)的零級光以外只產(chǎn)生下式所示的一級衍射光

如使Λ，即機(jī)械波的波長變化，一級衍射光的方向則發(fā)生變化。這就是偏轉(zhuǎn)器的原理。設(shè)機(jī)械波的傳播速度為v，波長為 λ 時，Q =

調(diào)制器與偏轉(zhuǎn)器無本質(zhì)差別，機(jī)械波的波長保持恒定而衍射光的強(qiáng)度發(fā)生變化的則為調(diào)制器；機(jī)械波的波長發(fā)生變化，衍射光的強(qiáng)度始終保持一定而其方向發(fā)生變化的就是偏轉(zhuǎn)器。因此，用一個器件就可 以實現(xiàn)調(diào)制器和偏轉(zhuǎn)器的工作。實際上，市場上就出售這樣的器件。

聲光偏轉(zhuǎn)器波長特性

偏轉(zhuǎn)器的波長與一級衍射光強(qiáng)度的關(guān)系一般如圖2所示，

在中心波長兩端，1級衍射光強(qiáng)度下降。其原因是換能器的波長特性和布喇格條件的偏離所引起的。如果用1級衍射光強(qiáng)度從最大值下降到一恒定值的波長定義波帶寬度

聲光偏轉(zhuǎn)器分辨點數(shù)

偏轉(zhuǎn)器的分辨率 根據(jù)在偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)可以分辨多少個光點來評價，這就是分辨點數(shù)。分辨點數(shù)由偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)角和激光束的發(fā)散角確定。下示出了用偏轉(zhuǎn)角為的偏轉(zhuǎn)器使波長為λ、直徑為D的激光束偏轉(zhuǎn)，然后用 焦距

激光束的發(fā)散角

在透鏡的焦面上，直徑由下式求得的光點隨偏轉(zhuǎn)而移動 d =

光點隨偏轉(zhuǎn)而移動的距離L為 L =

因而，可分辨光點數(shù)N 為：N =

比如，設(shè)D = 10mm，

聲光偏轉(zhuǎn)器存取時間

用偏轉(zhuǎn)器使光偏轉(zhuǎn)時，光點在任意兩點間移動所需的最小時間就稱為存取時間，它由橫穿光束的機(jī)械波的傳播時間確定。即，設(shè)媒質(zhì)中的光束直徑為D、機(jī)械波速度為v，存取時間

由式(8)與式(13)可知，偏轉(zhuǎn)和高分辨率存在相反的關(guān)系，在應(yīng)用偏轉(zhuǎn)器中當(dāng)然應(yīng)充分考慮。

聲光偏轉(zhuǎn)器使用要點

在用調(diào)制器和偏轉(zhuǎn)器進(jìn)行激光束調(diào)制和偏轉(zhuǎn)的場合，必須 注意激光束的偏振方向。這在使用玻璃媒質(zhì)的器件中，是不成問題的，但在用晶體媒質(zhì)的器件中，有時衍射效率會因偏振方向而降低，因而必須使甩在指定方各偏振的激光束。

為了實現(xiàn)寬帶寬、高效率、通常用球面透鏡和柱透鏡將激光束聚二焦。這種場合，必須考慮焦點上的機(jī)械波煤質(zhì)中的能量密度不能超過規(guī)定值，如超過規(guī)定值，媒質(zhì)往往會受損傷，同時激光光點發(fā)生形，有時在極端情況下則不能進(jìn)行調(diào)制。

激光束入射到器件上的位置，在實用中具有重要意義。即，在調(diào)制器中，從加調(diào)制信號到產(chǎn)生對應(yīng)于該信號的衍射光之間有一延遲時間。延遲時間取決于從換能器到激光束入射位置之間的距離。要縮短延遲時間，最好讓激光束靠近換能器入射，但如靠得太近，則存在因換能器發(fā)熱而導(dǎo)致光點形變等可能性。

鐵電性: NVFRAM\FFET　介電性:大容量電容\可調(diào)諧微波器件\PTC熱敏元件　電光效應(yīng):光開關(guān)\光波導(dǎo)\光顯示器件　聲光效應(yīng):聲光偏轉(zhuǎn)器　光折變效應(yīng):光調(diào)制器件\光信息存儲器件　非線性光學(xué)效應(yīng):光學(xué)倍頻(BBO\LBO)器件\參量振蕩\相共軛器件　壓電性:壓電傳感器\換能器\SAW\馬達(dá)　熱釋電效應(yīng):非致冷紅外焦平面陣列

一般認(rèn)為，鐵電體的研究始于1920年，當(dāng)年法國人發(fā)現(xiàn)了羅息鹽酒石酸鉀鈉，場·的特異的介電性能，導(dǎo)致了“鐵電性”概念的出現(xiàn)。迄今鐵電研究可大體分為四個階段’。第一階段是1920-1939年，在這一階段中發(fā)現(xiàn)了兩種鐵電結(jié)構(gòu)，即羅息鹽和系列。第二階段是1940-1958年，鐵電維象理論開始建立，并趨于成熟。第三階段是1959—1970年，這是鐵電軟模理論出現(xiàn)和基本完善的時期，稱為軟模階段。第四階段是80年代至今，主要研究各種非均勻系統(tǒng)。到目前為止，己發(fā)現(xiàn)的鐵電晶體包括多晶體有一千多種。

從物理學(xué)的角度來看，對鐵電研究起了最重要作用的有三種理論，即德文希爾(Devonshire)等的熱力學(xué)理論,Slater的模型理論,Cochran和Anderson的軟模理論。鐵電體的研究取得不少新的進(jìn)展，其中最重要的有以下幾個方面。

1、第一性原理的計算?，F(xiàn)代能帶結(jié)構(gòu)方法和高速計算機(jī)的反展使得對鐵電性起因的研究變?yōu)榭赡?。通過第一性原理的計算，對鐵疇和等鐵電體，得出了電子密度分布，軟模位移和自發(fā)極化等重要結(jié)果，對闡明鐵電性的微觀機(jī)制有重要作用。

2、尺寸效應(yīng)的研究。隨著鐵電薄膜和鐵電超微粉的發(fā)展，鐵電尺寸效應(yīng)成為一個迫切需要研究的實際問題。人們從理論上預(yù)言了自發(fā)極化、相變溫度和介電極化率等隨尺寸變化的規(guī)律，并計算了典型鐵電體的鐵電臨界尺寸。這些結(jié)果不但對集成鐵電器件和精細(xì)復(fù)合材料的設(shè)計有指導(dǎo)作用，而且是鐵電理論在有限尺寸條件下的發(fā)展。

3、鐵電液晶和鐵電聚合物的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。1975年MEYER發(fā)現(xiàn)，由手性分子組成的傾斜的層狀相‘相液晶具有鐵電性。在性能方面，鐵電液晶在電光顯示和非線性光學(xué)方面很有吸引力。電光顯示基于極化反轉(zhuǎn)，其響應(yīng)速度比普通絲狀液晶快幾個數(shù)量級。非線性光學(xué)方面，其二次諧波發(fā)生效率已不低于常用的無機(jī)非線性光學(xué)晶體。

聚合物的鐵電性在年代末期得到確證。雖然的熱電性和壓電性早已被發(fā)現(xiàn)，但直到年代末才得到論證，并且人們發(fā)現(xiàn)了一些新的鐵電聚合物。聚合物組分繁多，結(jié)構(gòu)多樣化，預(yù)期從中可發(fā)掘出更多的鐵電體，從而擴(kuò)展鐵電體物理學(xué)的研究領(lǐng)域，并開發(fā)新的應(yīng)用。

4、集成鐵電體的研究。鐵電薄膜與半導(dǎo)體的集成稱為集成鐵電體，廣泛開展了此類材料的研究。鐵電存貯器的基本形式是鐵電隨機(jī)存取存貯器。早期以為主要研究對象，直至年實現(xiàn)了的商業(yè)化。與五六十年代相比，當(dāng)前的材料和技術(shù)解決了幾個重要問題。一是采用薄膜，極化反轉(zhuǎn)電壓易于降低，可以和標(biāo)準(zhǔn)的硅或電路集成；二是在提高電滯回線矩形度的同時，在電路設(shè)計上采取措施，防止誤寫誤讀；三是疲勞特性大有改善，已制出多次反轉(zhuǎn)仍不顯示任何疲勞的鐵電薄膜。

在存貯器上的重大應(yīng)用己逐漸在鐵電薄膜上實現(xiàn)。與此同時，鐵電薄膜的應(yīng)用也不局限于存儲領(lǐng)域，還有鐵電場效應(yīng)晶體管、鐵電動態(tài)隨機(jī)存取存貯器等。除存貯器外，集成鐵電體還可用于紅外探測與成像器件，超聲與聲表面波器件以及光電子器件等?？梢钥闯?，集成薄膜器件的應(yīng)用前景不可估量。

在鐵電物理學(xué)內(nèi)，當(dāng)前的研究方向主要有兩個一是鐵電體的低維特性，二是鐵電體的調(diào)制結(jié)構(gòu)。鐵電體低維特性的研究是應(yīng)對薄膜鐵電元件的要求，只有在薄膜等低維系統(tǒng)中，尺寸效應(yīng)才變得不可忽略腳一。極化在表面處的不均勻分布將產(chǎn)生退極化場，對整個系統(tǒng)的極化狀態(tài)產(chǎn)生影響。表面區(qū)域內(nèi)偶極相互作用與體內(nèi)不同，將導(dǎo)致居里溫度隨膜厚而變化。薄膜中還不可避免地有界面效應(yīng)，薄膜厚度變化時，矯頑場、電容率和自發(fā)極化都隨之變化，需要探明其變化規(guī)律并加以解釋。

鐵電超微粉的研究也逐漸升溫。在這種三維尺寸都有限的系統(tǒng)中，塊體材料的導(dǎo)致鐵電相變的布里淵區(qū)中心振?？赡軣o法維持，也許全部聲子色散關(guān)系都要改變。庫侖作用將隨尺寸減小而減弱，當(dāng)它不能平衡短程力的作用時，鐵電有序?qū)⒉荒芙ⅰ?

Nd:YAG激光棒、激光燈（氪燈、氙燈）、激光泵浦腔 聚光腔(鍍金腔、鍍銀腔、陶瓷腔) 陶瓷反射體、擴(kuò)束鏡、Q開關(guān)及驅(qū)動器 （包括聲光Q開關(guān)和電光Q開關(guān)）、聲光調(diào)制器、聲光偏轉(zhuǎn)器、光學(xué)掃描振鏡、、全反鏡\輸出鏡 　激光功率計、掃描聚焦鏡（f-θ鏡、場鏡）、聚焦鏡、激光打標(biāo)頭、激光打標(biāo)軟件、水位開關(guān)、濾紫外管、調(diào)光相紙、倍頻片、激光電源、流量開關(guān)燈、激光自動跟隨切割頭、進(jìn)口激光自動跟隨切割頭、組合聚焦鏡頭,YAG聚焦鏡、CO2聚焦鏡 ，激光機(jī)光學(xué)元件，YAG晶體棒。