随着激光技术的发展,声光调制器成为多个领域的关键器件。在量子通信领域,声光器件不仅可用作光开关和光路由,还是量子通信的关键器件。声光调制是利用声光互作用效应将电磁波信息加载于光载波上的一种物理过程。调制信号是以电信号(调幅、调相或调频)形式作用于电声换能器上,通过电声换能器把电信号转化为相同规律变化的超声信号,当光波通过声光介质时,声光互作用使光载波受到调制而输出携带信息的调制光波。

 

Dimension-Labs推出的声光调制器可用于多种形式的信号调制,如数字编码信号、模拟信号,其具有工作电压低、响应速度快、消光比高及全固态等优点。

一、核心组成结构

     声光调制器主要核心部件为声光晶体、压电换能器（超声波发生器）和声吸收媒质组成，结构如下图所示。

 

二、弹光效应

驱动电路提供一定射频功率的正弦波，传到具有逆压电效应的介质制成的压电换能器上，产生相应频率的超声波，传入到声光互作用介质中，使得介质发生弹性形变，形成了具有一定周期性的介质疏密程度分布，相应的折射率也呈周期性，构成折射率光栅。

三、声光效应

如上图，当光波通过此介质时，‌会产生光的衍射，‌衍射光的强度、‌频率、‌方向等都随波场的变化而变化，‌入射光和一级衍射光之间存在频率差异，‌这个频率差异即为声波频率，‌从而实现了光信号频率的转移。

 

四、不同衍射类型

1. 拉曼奈斯衍射

当超声波的频率较低，声束比较宽，光束垂直入射时，产生拉曼奈斯衍射。光速是声速的十万倍左右，所以相对于光束来说，声光介质内形成的平面相位光栅时不动的，几乎不通过声波面，只受到相位调制。

光波通过声光介质后，形成的平行波波阵面呈褶皱曲面，光密部分延后，光疏部分超前。出射波阵面各子波源发出的次波再相互作用，使得衍射图像是对称分布的多级衍射光。

 

 

 

2. 布拉格声光衍射

当超声波的频率较高（相应的声波长变短，光栅常数变小），声光互作用长度较宽，有光入射时，入射光不仅受到相位调制，同时也受到振幅调制，相当于一个“体光栅”。当光束以一个特定的角度入射，衍射屏上只会出现零级光和一级衍射光，当超声功率合适时，光束能量可能会全部转移到一级光方向上。