声光效应实验报告
布拉格衍射与喇曼拉斯衍射比较
布拉格衍射
实验条件:光速斜入射,声光作用距离满足L<λ2s/2λ,其中L为介质的厚度,λs为介质中超声波的波长,λ为入射光在介质中的波长。
特点:只有当入射光方向满足一定条件时,才有显著的声光衍射;除0级光外,衍射光或者只有+1级或者只有-1级;衍射光效率η很高,可高达100%。
喇曼拉斯衍射
实验条件:光束相对于超声波波面以某一角度入射,且其作用距离满足L>λ2s/2λ
特点:对入射光方向无严格要求,一般取垂直入射;除0级光外,衍射光有许多级且呈对称分布,一级衍射光最大衍射效率为34%,高级衍射光衍射效率更低。
喇曼拉斯衍射实验现象如下图:
测布拉格衍射偏转角Φ与超声波频率fs关系曲线,计算声速
光敏元数=2700位 光敏元尺寸=11μm×11μm 光敏元线阵有效长=29.7mm
定标:光敏元件有效长度对应示波器上8格
计算公式:
注:L是声光介质的光出射面到CCD线阵光敏面的距离。
则Φ-fs曲线为
根据表格计算可得:
测量衍射光相对于零级衍射光与超声波频率关系:
晶
一、测量超声波长λs与声速υs
(1)测量超声波长λs
本次实验中,测得光屏上0级与一级衍射的距离a=0.98cm,声光器件与光屏之距离L=39.8cm,He-Ne激光器波长:λ0为632.8nm
计算超声波长λs为25699nm
(2)测量声速υs
超声信号源的频率fs为93.716GHz且
计算声速υs为2.4084Gm/s λs
二、测量声光器件的衍射效率
以超声波频率为横坐标,以声光器件的衍射效率为纵坐标,求得衍射效率与超声波频率的关系曲线图下面:
由上图,定出声光器件的带宽为31.36Ghz,中心频率为107.07GHz
三、观察利用声光效应的信息传输实验
本实验利用双踪示波器观察调制、解调频率及其变化,现象较为明显。 1
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