聲光可調諧濾波器如何控制光波相位


聲光可調諧濾波器(AOTF)通過聲光效應控制光波相位,具體機制如下:
1. 聲光效應與相位調制原理
折射率周期性調制:
AOTF通過壓電換能器將射頻(RF)信號轉換為超聲波,超聲波在聲光晶體中傳播時,使晶體折射率發生周期性變化,形成類似光柵的結構。光波相位延遲:
當光波通過該折射率周期性變化的晶體時,不同位置的光程不同,導致相位延遲。相位延遲量與超聲波頻率、強度及晶體材料特性(如聲光優值M2)相關。
2. 相位控制方法
調整射頻信號頻率:
改變RF信號頻率可調節超聲波波長,從而改變折射率調制周期,實現對光波相位的連續控制。調節射頻信號功率:
功率變化影響超聲波強度,進而改變折射率調制深度,實現相位幅度的調整。
3. 相位調制特性
非機械式調諧:
相比機械調諧方式,AOTF通過電信號控制,調諧速度更快(微秒級),適用于動態相位調制。偏振依賴性:
在各向異性晶體中,p光(平行偏振)和s光(垂直偏振)的衍射效率不同,導致偏振相關的相位調制。通過選擇特定偏振態的光輸入,可實現獨立的相位控制。
4. 應用示例
光譜成像:
在多光譜成像中,AOTF通過快速相位調制實現不同波長的光信號分離,提升成像速度和分辨率。干涉測量:
利用相位調制能力,AOTF可作為干涉儀中的相位延遲器,實現高精度相位測量。
5. 技術優勢
高調諧速度:
AOTF的相位調制速度遠超機械調諧方式,適用于需要快速響應的場景。集成化設計:
AOTF可與光電子器件集成,實現小型化、低功耗的相位控制系統。
總結:聲光可調諧濾波器通過聲光效應實現光波相位的非機械式、快速連續控制,在光譜分析、干涉測量等領域具有顯著優勢。
責任編輯:Pan
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