第三节 激光调制技术

　　激光具有极好的时间相干性和空间相干性，它与无线电波相似，易于调制，且光波的频率极高，能传递信息的容量很大。加之激光束发散角小，光能高度集中，既能传输较远距离，又易于保密。因而为光信息传递提供了一种理想的光源。

一、激光调制概述

　　我们把欲传输的信息加载于激光副射的过程称为激光调制，把完成这一过程的装置称为激光调制器，由已调制的激光辐射中还原出所加载信息的过程则称为解调。由于激光起到“携带”信息的作用，所以称其为载波。通常将欲传递的信息称为调制信号。被调制的激光称为已调波或调制光。

　　激光调制分为内调制和外调制两类。内调制是指加载的调制信号在激光振荡的过程中进行，以调制信号的规律去改变振荡的参数，从而达到改变激光输出特性实现调制的目的。例如通过直接控制激光泵浦源来调制输出激光的强度。内调制也可在激光谐振腔内放置调制元件，用信号控制调制元件，以改变谐振腔的参数，从而改变激光输出特性实现调制。

　　外调制是指加载调制信号在激光形成以后进行的，即调制器置于激光谐振腔外，在调制器上加调制信号电压，使调制器的某些物理特性发生相的变化，当激光通过它时即得到调制。所以外调制不是改变激光器参数，而是改变已经输出的激光的参数（强度、频率等）。外调制是当前人们较重视的一种调制方法。

　　激光调制与无线电波调制相类似，激光振荡的瞬时电场也可表示为：

　　e_c(t)=A_ccos(w_ct+ψ_c)　　　　（20－28）

　　式中A_c为激光振荡的振幅，w_c为振荡的角频率，ψ_c为振荡的相位角。式（20－28）中，如果振幅、频率和相位均为常数，则e_c(t)表示一个未调制的正弦振荡即载波。如果上述三个参数之一受到外加信号控制而发生变化，则e_c(t)就成为已调制振荡。按照调制波控制参数（A_c、w_c或ψ_c）的不同，激光调制可分为调幅、调频和调相等类型。按载波的振荡输出方式不同又可分为连续调制、脉冲调制和脉冲编码调制等。

　　脉冲调制主要分为脉冲调幅（PAM）、脉冲强度调制（PIM）、脉冲调频（PFM）、脉冲调位（PPM）及脉冲调宽（PWM）等类型。

　　脉冲编码调制（PCM）是先将连续的模拟信号通过抽样、量化和编码，转换成一组二进制脉冲代码，用幅度和宽度相等的矩形脉冲的有、无来表示，再将这一系列反映数字信号规律的电脉冲加在一个调制器上以控制激光的输出。这种调制形式也称为数字强度调制（PCM／IM）。

　　激光调制的方法由调制器依据的原理不同常分为电光调制、声光调制、磁光调制、干涉调制、直接调制等。在印刷技术中以电光调制和声光调制应用较多。

二、电光调制

　　电光调制器是利用某些晶体材料在外加电场的作用下所产生的电光效应而制成的器件。常用的有两种方式：一种是加在晶体上的电场方向与通光方向平行，称纵向电光效应（也称为纵向运用）；另一种是通光方向与所加电场方向相垂直，称横向电光效应（也称为横向运用）。

　　1．纵向电光调制器

　　（1）调制器的组成。图20－17所示是一个典型的KDP晶体纵向电光调制器。它是由起偏器P、调制晶体K、检偏器A和1／4波片等元件所组成。P和A两者偏振方向互相垂直，即相互正交放置。使P的偏振方向平行于晶体的x主轴，则A的偏振方向平行于y主轴。它们与晶体加电场后的感应主轴x＇、y＇的夹角皆为45°。插入调制器光路的λ／4波片，其光轴与晶体主轴成45°夹角，它可以使x＇、y＇两个分量间的相位有一个固定的π／2的延迟，从而使调制器工作在线性区。所以1／4波片又称“光学延迟器”或“光学补偿器”。



图20－17

　　（2）调制晶体。调制晶体又称电光晶体。目前电光晶体材料种类很多，常用有电光晶体有磷酸二氢钾、磷酸二氘钾、磷酸二氢铵、氯化铜等。现以磷酸二氢钾为例分析电光晶体的性质。

　　由晶体光学可知，当晶体加纵向电压后，便在晶体中形成平行于z轴的电场，晶体主轴将旋转到与未加电场时的主轴x、y成45°夹角的x＇、y＇方向，而z轴方向不变，如图20－18所示。相应的三个感应主折射率为：

　　n_x＇=n₀-1/2n₀³γ₆₃E_z

　　n_y＇=n₀+1/2n₀³γ₆₃E_z　　　　（20－29）

　　n_z＇=n_e



图20－18

　　由上式可以看出：在x＇方向折射率比原来减小了1/2n₀³γ₆₃E_z，而y＇方向的折射率则增加了1/2n₀³γ₆₃E_z，如图20－18（b）所示。当沿z轴方向入射的线偏振光进入晶体后，即沿x＇、y＇方向分解为两个互相垂直的偏振分量。由于它们的折射率不同，则沿x＇方向振动的光传播速度快，称为“快光”；而沿y＇方向振动的光传播速度慢，称为“慢光”。则两束光经晶体（长度为L）后，将产生位相差Δψ，则有：

　　Δψ=2π/λ(n_x＇-n_y＇)L=2π/λn₀³γ₆₃E_z＇L=2π/λn₀³γ₆₃V　　（20－30）

　　式中V是沿光轴方向加在晶体上的电压。两光轴之间所产生的位相差Δψ与波长λ、晶体的电光系数γ₆₃及所加电压V有关。因此当晶体和通光波长确定之后，相位差的大小只取决于外加电压V。由外加电压V的变化，引起相位差的变化，从而获得不同强度的调制光。

　　现对晶体出射光束的变化作一简要分析。

　　设一线偏振光垂直于x＇、y＇平面入射，且沿x轴振动，其分解为x＇、y＇偏振分量，经晶体后x＇分量为：

　　E_x＇=Ae^{i[w_ct-w_c/c·n_x＇·l]}=Ae^{i[w_ct-w_c/c(n₀-n₀3/2γ₆₃·E_z)·l]}　（20－31）

　　y＇分量为：

　　E_y＇=Ae^{i[w_ct-w_c/c(n₀+n₀3/2γ₆₃·E_z)·l]}　（20－32）

　　∴Δψ=w_cn₀³γ₆₃V　　　　（20－33）

　　式中V=E_z)·L

　　使二光波的相位差Δψ变化为π弧度时所需要的电压称“半波电压”，通常以V_π或V_λ／2表示。它是表征调制晶体特性的一个重要参量。由式（20－30），若取Δψ＝π，可得

　　V_λ／2=λ/2n₀³γ₆₃　　　　（20－34）

　　这个电压越小越好，特别是在宽频带高频率时，如果V_λ／2（或V_π）愈小，需要的调制功率就愈小。

　　表20－1列出了磷酸二氢钾类晶体的半波电压。

　　表20－1 磷酸二氢钾类晶体的半波电压

晶体	电光系数 γ63(cm/v)	λ=560nm		632.8nm		1.06μm
		n0	Vλ／2(V)	n0	Vλ／2(V)	n0	Vλ／2(V)
磷酸二氢铵 磷酸二氢钾 磷酸二氘钾	8.5×10-10 10.5×10-10 26.4×10-10	1.53 1.51 1.52	10000 8000 3000	1.53 1.51 1.51	12000 10000 3500	1.51 1.49 1.49	16000 14000 5000

　　可见磷酸二氢钾类晶体纵向电光调制的半波电压较高，为此可采用n级晶体串级运用方式，这样半波电压可降为单块晶体的1/n。

　　由式（20－30）可以得出，当晶体上所加电压在0-V_λ／2之间连续变化时，其Δψ也就随着从0-π，则其合成振动的轨迹不断经历着从直线－椭圆－圆－椭圆－直线周而复始的连续变化。这种变化的偏振光通过检偏器A，即可得光强度的周期变化（强度调制）。光强与相位差的关系如图20－19的曲线所示。



图20－19

　　（3）调制器工作原理。当入射光经过起偏器P之后，变成振动方向与x轴平行的线偏振光，刚进入晶体（Z＝0）时，被分解为沿x＇、y＇轴的二分量，由于x＇和y＇轴系由坐标x、y轴绕z轴旋转45°而得到，所以二分量相位和振幅都相等。即：

　　E_x＇(0)=Ae^iwt　　　　　　　　（20－35）

　　E_y＇(0)=Ae^iwt　　　　　　　　（20－36）

　　原入射光为：E_x(0)=2^1/2Ae^iwt　　（20－37）

　　于是入射光强度应为：

　　I_i∝Ex(0)Ex*(0)=2A²　　　　　　（20－38）

　　当光通过晶体后，x＇、y＇二分量将产生相位差Δψ，因此：

　　E_x＇(L)=Ae^{i[wt(2π/λ)n_x·l]}　　　　（20－39）

　　E_y＇(L)=Ae^{i[wt-(2π/λ)n_y·l]}=Ae^{i[wt-(2π/λ)n_y·l-Δψ]}　　（20－40）

　　由于检测器A的通光轴与y轴平行，所以通过A的出射光应是E_x＇(L)、E_y＇(L)在y轴上投影之和，如图20－20所示。



图20－20

　　则有：

　　(E_x＇)_x=-A/2^1/2e^{i[wt(2π/λ)n_x·l]}

　　(E_y＇)_y=-A/2^1/2e^{i[wt(2π/λ)n_x·l-Δψ]}

　　于是对应输出的光强为：

　　I∝Ey·Ey*=A²/2[(e^-iΔψ-1)(e^iΔψ-1)]=2A²sin²Δψ/2　　（20－41）

　　I/I_i称调制器的透射率，则有：

　　I/I_i=2A²sin²(Δψ/2)/2A²=sin²(Δψ/2)　　（20－42）

　　再代入（20－30）式和（20－34）式可得：

　　I/I_i=sin²(1/2·2π/λ·n₀³γ₆₃V)=sin²(π/2·V/V_π)（20－43）

　　由上式可绘透射率（I/I_i）随外加电压变化的光强调制特性曲线，如图20－21所示。



图20－21

　　由图20－21可以看出，透射率与外加电压的关系是非线性的，须选择合适的工作点，否则会使调制光强发生畸变。但在V＝V_π／2附近有一直线部分，即光强与 电压成线性关系，因此必须设法使调制器能工作于此直线部分。通常使用二种方法：①在调制晶体上除了施加调制信号电压外，再另加一个恒定的直流偏压V_π／2，可使调制器的工作点移至直线部分的B点。但此法常会因调制器的温度变化而引起工作点的漂移，因而稳定性差；②在调制器光路中插入一个四分之一波片，其晶片光轴与晶体主轴x成45°夹角，它可以使x＇、y＇二分量间的相位有一个固定的π／2的延迟，使已调光波的强度变化与调制信号成线性关系。

　　则有：Δψ=π／2+Δψ_msinw_mt　　（20－44）

　　式中π／2为固定相位延迟，Δψ_m是相应于调制电压为幅值V_m时的相位延迟。

　　由式（20－30）、（20－34）可得：Δψ_m=π(V_m/V_π)

　　将式（20－44）代入式（20－43）得

　　I/I_i=sin²(π/4+Δψ_m/2sinw_mt)=1/2[1+sin(Δψ_m/2sinw_mt)]（20－45）

　　Δψ_m＜＜1时：

　　I/I_i≈1/2[1+Δψ_msinw_mt]　　　　　　（20－46）

　　所以强度调制与调制电压V_msinwt有一线性关系。若Δψ＜＜1不能满足，则将出现高次谐波分量。

　　纵向电光调制优点是结构简单，工作稳定，无自然双折射的影响，不需进行补偿。其缺点是半波电压太高，功率损耗较大。

　　2．横向电光调制器。在激光调制中，常常需要按照调制要求，将晶体按一定方向切割。在横向电光调制中，由于电场及光束相对于晶体的不同取向，将其分为三种不同的运用方式：

　　（1）晶体45°-z切割。z轴方向加电场，通光方向垂直于z轴，并与x、y轴成45°夹角，如图20-22a所示。

　　（2）晶体45°-x切割。沿x轴方向加电场，通光方向垂直于x轴，并与z轴成45°夹角，如图20-22b所示。

　　（3）晶体45°-y切割。沿y轴方向加电场，通光方向垂直于y轴，并与z轴成45°夹角，如图20-22c所示。



图20－22

　　横向电光调制器（磷酸氢钾类晶体第一种运用方式）的组成如图20－23所示。主要由起偏器、调制晶体（45°-z切割）、检偏器等组成。



图20－23

　　因为沿z轴方向外加电场，所以E_x=E_y=0,E_z=E，但因通光方向与z轴相垂直，并沿着y＇方向入射，则进入晶体后，将分解为沿x＇、z方向振动的二分量，由式（20－29）可知有：

　　n_x＇-n_z=n₀-1/2n₀³γ₆₃E_z-n_e　　（20－47）

　　当通光方向上晶体长度为L，厚度为d，外加电压V=E_zd,则从晶体出射时的相位差为

　　Δψ=2π/λ[(n_x＇-n_z)·L]=2π/λ[(n₀-n_e)·L-1/2n₀³γ₆₃(L/d)V]（20－48）

　　由上式可知，在横向运用时，光通过晶体后的相位差包括两部分：第一部分是与外电场无关，由晶体本身的自然双折射所引起的相位延迟，即上式中的第一项。它对调制器的工作没有什么作用，当温度变化时，还会带来不利影响，应设法消除。第二部分是外加电场作用产生的相位延迟，它与外加电压V和晶体的尺寸(L/d)有关，所以适当选择晶体的尺寸，可降低其半波电压。一般横向调制器横向运用时其半波电压要低于纵向运用。

　　横向电光调制器由于存在着自然双折射引起的相位延迟，且随温度的漂移而改变，往往使已调波发生畸变，严重时会使调制器不能正常工作。所以在实际应用中，除尽量采取一些措施（如散热等）以减小晶体温度的漂移之外，常采用“组合调制器”来进行补偿。

　　图20－24所示是一个磷酸二氢钾晶体γ₆₃组合调制器，它是由两块性能和尺寸都相同的晶体K₁和K₂（但其光轴反向）及在其间插入1／2波片组成的。沿z（光轴）方向外加电场，通光方向垂直于z轴，并与y轴成45°夹角，当线偏振光沿y＇方向射入第一块晶体时，将分解为沿z方向振动e₁光和沿x＇方向振动的0₁光二分量。当光通过K₁时，e₁光超前0₁光一相位角ψ₁。当0₁光和e₁光通过1／2波片时其振动面将旋转90°，进入K₂时，0₁变为e₂，e₁变为0₂；通过K₂时，e₂光将超前0₂光一相位角ψ₂。由于两块晶体的尺寸、性能以及受外界影响都完全相同，使因自然双折射所引起相位延迟得到补偿。此时，就只有外电场作用产生的相位延迟，因为K₁、K₂上所加电场方向是相反的，所以总相位差是叠加的。即：

　　Δψ=2π/λn₀³γ₆₃(L/d)V　　　　（20－49）



图20－24

三、声光调制

　　超声波是一种纵向机械应力波（弹性波）。若把这种应力波作用到声光介质中时会引起介质密度呈疏密周期性变化，使介质的折射率也发生相应的周期性变化，这样声光介质在超声场的作用下，就变成了一个等效的相位光栅，如果激光作用在该光栅上，就会产生衍射。衍射光的强度、频率和方向将随超声场而变化。所谓“声光调制器”就是利用这一原理而实现光束调制或偏转的。

　　1．声光作用原理。

　　（1）超声波在声光介质中的作用。声波在介质中传播分为行波和驻波两种形式。行波所形成的声光栅其栅面是在空间移动的。声行波如图20－25所示，图中深色区表示介质密度大，相应折射率也大；浅色区表示介质密度小，相应折射率也小。介质折射率的增大和减小是交替变化的，并且以超声波的速度V_s向前推进，其折射率的瞬时空间变化为：

　　Δn(z.t)=Δnsin(w_st-K_sz)　　　　　　（20－50）

　　式中w_s为超声波角频率。



图20－25

　　在声光介质中，两列相向而行的超声波（其波长、相位和振幅均相同）产生叠加，在空间将形成超声驻波。声驻波形成的声光栅在空间是固定的，其相位变化与时间成正弦关系，如图20－26所示。



图20－26

　　方程为：

　　a₁(z,t)=Asin2π(t/T_s-z/λ_s)

　　a₂(z,t)=Asin2π(t/T_s-z/λ_s)　　　　（20－51）

　　叠加后合成声波方程为：

　　a(z,t)=a₁(z,t)+a₂(z,t)=2Acos2πz/λ_s·sin2πt/T_s　　（20－52）

　　由上式可知，超声波其振幅为2Acos2πz/λ，在z轴上各点不同，但振荡相位在z轴上各点均相同，不随空间位置变化。所以超声驻波的波腹与波节在介质中的位置将不随时间变化，因此由超声驻波形成的相位光栅是固定在空间的，其折射率的变化可表示为：

　　Δn(z.t)=2Δnsin(w_st·sinK_sz　　　　（20－53）

　　介质中折射率的变化如图20－27所示，声波在一个周期T内，介质将两次出现疏密层，且在波节处密度保持不变，因而折射率每隔半个周期（T／2）在波腹处变化一次，即由极大值变为极小值，或由极小值变为极大值，在两次变化的某一瞬间介质各部分折射率相同，相当于一个不受超声场作用的均匀介质。若超声频率（即加在调制器上的信号频率）为f_s时，则声光栅出现或消失的次数为2f_s，因而调制光的频率为2f_s（为超声频率的二倍）。



图20－27

　　（2）声光作用。按照超声波频率和声光介质厚度的不同，将声光作用可以分为两种类型，即喇曼－奈斯衍射和布喇格衍射。

　　①喇曼－奈斯衍射。在超声波频率较低，且声光介质的厚度L又比较小的情况下，当激光垂直于超声场的传播方向入射到声光介质中时，将产生明显的喇曼－奈斯声光衍射现象，如图20－28所示。在这种情况下，超声光栅类似于平面光栅，当光通过时，将产生多级衍射，而且各级衍射的极大值对称分布在零级条纹的两侧，其强度依次递减。

　　设超声波波长为λ_s，波矢量K_s指向x正方向，而入射光波矢量K_i指向y轴正方向，两者呈正交（如图20－29所示）。



图20－28



图20－29

　　当应变较小时，并暂时略去时间t的依赖关系，则折射率随空间位置x的变化关系为：

　　n(x)=n₀-ΔnsinK_sx　　　　　　　　　　（20－54）

　　由于介质的折射率发生周期性变化，所以会对入射光束的相位进行调制。出射的光波已不再是平面波，其等相面是一个由n(x)决定的皱折曲面。其各级极大值的衍射角θ应满足公式：

　　λ_ssinθ=±mλ　　　　　　　　　　　　　　　　（20－55）

　　式中λ_s为超声波波长；λ为入射光波长。

　　其各级衍射的光强值为：

　　I_m=J_m²(v)　　　　　　　　（20－56）

　　v=2π/λΔnL

　　上式中J_m²(v)为m阶贝塞尔函数；v表示由于折射率变化Δn而引起的被调制光束的相位变化。

　　②布喇格衍射。当超声波频率较高，且声光介质较厚时，入射光线以一定角度（θ_i）入射，则产生布喇格声光衍射（如图20－30所示）。布喇格声光衍射的衍射光不是对称分布的，当光以某一特定角度入射时，较高阶衍射可以忽略，只出现零级和＋1级或－1级（视入射光方向而定）衍射光。若能合理选择参数，超声波足够强，可使入射光能量较集中地转移到零级和＋1级（或－1级）衍射极大值上。因而光束能量可以得到充分的利用，获得较高的效率。



图20－30

　　为了讨论布喇格衍射条件，我们可以将超声场作用的声光介质，近似比拟为间隔为λ_s的一系列反射镜面，光入射镜面上时，将产生部分反射和部分透射，如图20－31所示。当光束以入射角θ_i射入声光介质中时，由镜面产生反射，而衍射光干涉，极大值应满足条件：Δ=mλ(m=0、±1、±2……）。

　　图20－31(a)表示在同一镜面上的衍射情况，其衍射光干涉极大值条件为：

　　Δ=AC－BD＝mλ(m=0、±1、±2……）　　　　（20－57）

　　或Δy(cosθ_i-cosθ_d)=mλ　　（20－58）



图20－31

　　对于超声波面上所有y点满足上式，则应有θ_i＝θ_d

　　图20－31(b)表示为不同超声波面上的衍射情况。其衍射干涉极大值条件为：

　　Δ＝FE＝EG＝mλ　　　　　　　　　　　　　　（20－59）

　　即 λ_s(sinθ_i+sinθ_d)=mλ　　（20－60）

　　因为 θ_i＝θ_d＝θ_B

　　所以 2λ_ssinθ_B＝λ　　（20－61）

　　式中θ_B称为布喇格角。

　　可见，只有入射角θ_i满足（20－61）式的入射光波，才能在θ_i＝θ_d方向上得到衍射极大值。（20－61）式通常称为布喇格衍射公式。

　　可以证明，当入射光强为I_i时。布喇格衍射的零级与1级的衍射光强可分别表示为：

　　I₀=I_icos²v/2

　　I₁=I_isin²v/2　　　　　　　　（20－62）

　　式中 v=2π/λΔnL

　　是光波穿过厚度为L的超声场所产生的相位延迟。

　　2．声光调制器。声光调制器是由声光介质、电声换能器、吸声（或反射）装置及驱动电源等组成，如图20－32所示。



图20－32

　　（1）声光介质。声光介质是声光相互作用的场所，常用的声光材料有液体、玻璃和无晶体等。表20－2列出了常用几种声光介质材料及其物理性能。

　　表20－2 常用声光介质材料及性能

材料名称	密度p (g/cm3	声速 vs(×105cm/s)	折射率(n)	透光范围(um)	M2（品质因数） (s3/g)	声吸收系数 (dB/cm)
水	1.00	1.55	1.33	0.2-0.9	160	8.7(60MHz)
碘丙烷	1.75	0.927	1.51		1240	4.2(30MHz)
GaAs	5.34	5.15	3.37	1-11	104	1.8(200MHz)
TeO2	5.72	0.616	2.43	0.35-5	679.3	6(100MHz)
a-HIO3	4.63	2.44	1.98	0.3-1.3	86	2.5(500MHz)
PbM0O4	6.95	3.66	2.39	0.4-5.5	37	2.7(500MHz)
熔融石英	2.20	5.95	1.46	0.2-2.4	1.57	3(500MHz)
重火石玻璃	6.30	3.10	1.92	0.46-2.5	19	3(40MHz)

　　声光介质材料的性能对调制器的质量有直接的影响。因此合理选择声光材料是很重要的。主要应考虑以下几方面因素：

　　①提高调制效率，减小声功率。调制器的调制效率是用调制后的光强（即衍射光强）与入射光强的比值来表征。即

　　η=I/I_i=sin²(v/2)　　　　　　　　（20－63）

　　式中v表示由于折射率变化Δn而引起的被调制光的相位变化。即

　　v=π(2/λ²·(L/b)·(n⁶·p²/pv_s³)P_λ)^1/2=π(2/λ²(L/b)M₂P_λ)^1/2（20－64）

　　式中：b为声场宽度；P_λ为声功率；P为光弹系数；p为密度；n为折射率；v_s为声速。

　　M₂＝n⁶·p²/pv_s³称声光材料的品质因数。

　　由式（20－64）可知，v∝M₂，即M₂越大，v越大，因而调制效率越高。另外，当η一定时，为了减小声功率，也要求选择品质因素M₂较大的材料。

　　②调制器应有较大调制带宽。根据布喇格条件有θ_B＝λ／2λ_s，显然，布喇格条件将随光波和声波的波长变化而变化，从而引起衍射角偏离布喇格角，结果衍射的1级光强变小。取1级衍射光强下降到相对中心频率时光强的一半，定义为带宽Δf_s，则有

　　Δf_s＝1.8nv_s²/πλLf_s　　（20－65）

　　由式（20－65）知，声光材料的（nv_s²）值越大，可调制的带宽越宽。

　　综上所述，为了提高调制器的调制效率，应选择M₂大的材料，即要选用高折射率、低声速的介质。而为了使调制带宽较大，则又要求选用声速较高的介质 。所以在选用材料时，应根据调制器的具体需求，综合考虑这些因素，以确定合适材料。

　　（2）电声换能器（又称超声波发生器）。它的作用是将调制电信号转换成声信号，使在声光介质中建立起超声场。通常是应用某些压电晶体（石英、铌酸铌等）或压电半导体（CdS、ZnO等）的反压电效应，在外加电场作用下产生机械振动而形成超声波。所以它是一个机械振动系统，又是一个与外加调制电源有联系的电振荡系统。它是由调制电源驱动工作的。

　　为了使换能器发出的超声波最大限度地传入声光介质，换成器的声阻抗应尽能接近介质的阻抗，调制器发出的超声波最大限度地传入声光介质，换能器的声阻抗应尽可能接近介时，可采用环氧树脂作为耦合粘接介质。当工作频率较高时，采用铟或铟锡合金镀制适当厚度，可以得到较好的耦合效果。如果把铟、铅交替镀制，既可提高超声波发射强度，又可提高调制器的稳定性。

　　（3）吸声（或反射）装置。该装置是放置在超声源的对面，用以吸收已通过介质的声波（工作于行波状态），以免返回介质中产生干扰。通常可在层面涂上吸收性强的铅橡胶等物质，也可采用将端面磨一定角度，使回波在侧面产生多次反射而衰减。若使超声场工作在驻波状态，则需要将声吸收装置换成声反射装置，端面可由高反射率金属材料制成。

　　作为声光调制器来说，无论属于哪种类型（喇曼－奈斯型衍射或布喇格型衍射），调制器都有两种工作方式，一种是将零级光束作为输出；另一种是将1级衍射光束作为输出。当声波振幅随着调制信号改变时，各级衍射光的强度也将随之发生相应变化。若将某一级衍射光和为输出，利用光阑将其它衍射级遮拦，则从光阑孔出射的光束就是调制光。所以，如果用频率为f的信号电压加在电声换能器上，由此在声光介质中形成超声场的频率为f_s，当光波通过该调制器时，将产生一个频率为2f_s的调制光。

　　除了上述的电光调制和声光调制外，还有其它调制方法，如磁光调制、干涉调制和直接调制等。

[时间：2001-12-11  作者：许鑫　杨皋  来源：《印刷应用光学》·第二十章 激光技术]