声光移频器

声光移频器实际上是一个不加调制信号的声光调制器，当超声波在声光介质内传播时，可以把声光介质看作是一个移动的超声光栅。

声光移频器详细介绍

声光移频器实际上是一个不加调制信号的声光调制器，当超声波在声光介质内传播时，可以把声光介质看作是一个移动的超声光栅。

声光移频器声光移频器的工作原理

激光通过声光介质被超声光栅衍射时，其传播方向和频率都将发生变化。衍射光的频率在原输入激光频率上叠加了一个超声频率，这就是声光移频。光频的改变量等于外加射频功率信号的频率。输出光取正一级衍射光时，输出光的频率为原激光频率加电信号频率，当输出光取负一级衍射光时，输出光的频率为原激光频率减电信号频率。改变输入电信号的频率，就可以控制输出光的移频量。声光移频器因为在实际使用中要求输出光的功率尽可能高，所以声光移频器一般工作在布拉格衍射模式，如图1-1所示。

声光移频器声光移频器的特性

声光移频器是利用声光互作用来获得光的移频，声光移频器的主要特性参量有三个：一级衍射效率、移频带宽、移频精度或频率稳定度。为了提高声光移频器输出光的衍射效率和移频带宽，声光器件必须工作在布拉格衍射模式；提高压电换能器带宽，采取超声跟踪以提高布拉格带宽和解决带宽阻抗匹配技术。声光移频器的移频量和移频精度主要由驱动电功率信号决定，声光器件本身对频率基本没有影响，所以为保证声光移频器的移频精度或频率稳定度，驱动源必须采用高稳定度的晶体振荡器或高稳定性的功率信号源。

声光器件由于受晶体材料尺寸限制，移频量通常在几十兆赫以上。在实际使用中，特别是在外差检测系统中，有时要求激光的移频量很小，往往只有几兆赫甚至更低，使用单个声光移频器无法满足，通常要用到两个声光移频器分别对两路光进行移频，两个声光移频器的工作频率相差很小，这样可以实现外差检测的需要。

声光移频器声光移频器的应用

声光移频器的移频量和移频精度主要由射频功率信号决定，只要能保证射频功率信号的稳定度，移频精度可以达到很高，受环境温度的影响也很小，改变外加电信号可以很方便地任意控制移频，使用非常方便，已广泛应用于外差检测、测速、光纤陀螺等领域

声光移频器多普勒测速仪

激光多普勒测速仪由激光器、声光移频器、光学系统、光学接收系统、信号和数据处理系统等组成。图1-2是一个典型的激光多普勒测速仪工作框图。

激光多普勒测速仪的原理是根据多普勒现象，光照射运动中的物体，被运动物体散射的光将发射频率漂移，相对移频量由运动物体的速度在散射方向的分量决定。将散射光和发射的激光进行差拍，测定拍移量即可测定物体的运动速度。但激光的频率极高，物体的运动速度很快时，其移频也很大，要想接收并测定这么高的拍频率是很困难的，因而测速范围窄，精度低。利用声光移频器可以很容易解决这个问题。从单模稳频激光器发出的激光束先分出一部分激光经过声光移频器，由于激光通过声光器件与超声波相互作用后，其衍射光的频率将是激光的频率与超声波频率的叠加，因此衍射光具有与超声波相同频率的移频量。未通过声光器件的另一部分激光照射运动物体，散射光发生多普勒移频后再与衍射光进行差拍，就可以大幅度降低拍频，甚至可以实现零拍，可以很方便地通过测定加在声光移频器上的电信号频率来测定多普勒频移量，从而极大地扩大了激光测速仪的测速范围和测量精度。

声光移频器光纤直径自动控制仪

光导纤维的直径不均匀时，导光膜将被散射，导致光纤的损耗急剧增大，因而在光纤生产中必须进行等径控制，利用声光移频器可以实现光纤生产的等径控制自动化。其装置如图1-3所示。声光移频器对激光产生衍射后的零级光和一级衍射光由透镜系统会聚在光纤所在区域，形成干涉条纹，改变透镜的焦距或透镜的位置可以改变会聚角，从而可以使干涉条纹的间距恰好等于所要保持的光线直径。由于入射光和一级衍射光之间有频率差异，因而干涉条纹是移动的，容易证明，移动频率（指单位时间内有多少对亮暗纹移过某点）即为超声频率。当光线直径恰好等于干涉条纹间距时，虽然干涉条纹是移动的，但从光纤散射出来的总散射光强是不随时间改变的，即只有直流成分；而当光纤直径偏离干涉条纹间距时从光纤散射出来的光强将出现交流成分，直径偏差愈大，交流成分的幅度也愈大，但交流成分的频率总是与超声相同的频率。用光电接收器接收散射光并转换为电信号，经选频放大器后输入自动控制系统，即可实现光纤直径的自动控制。