實(shí)驗(yàn)一 聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一 聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)【預(yù)習(xí)重點(diǎn)】1聲光效應(yīng)的原理。2儀器使用注意事項(xiàng)。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解聲光效應(yīng)的原理。2了解喇曼納斯衍射和布喇格衍射的實(shí)驗(yàn)條件和特點(diǎn)。3測(cè)量聲光偏轉(zhuǎn)和聲光調(diào)制曲線。4完成模擬通信實(shí)驗(yàn)儀器的安裝及調(diào)試。【學(xué)史背景】聲光效應(yīng)是指光通過某一受到超聲波擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)發(fā)生衍射的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是光波與介質(zhì)中聲波相互作用的結(jié)果。早在本世紀(jì)30年代就開始了聲光衍射的實(shí)驗(yàn)研究。60年代激光器的問世為聲光現(xiàn)象的研究提供了理想的光源，促進(jìn)了聲光效應(yīng)理論和應(yīng)用研究的迅速發(fā)展。聲光效應(yīng)為控制激光束的頻率、方向和強(qiáng)度提供了一個(gè)有效的手段。利用聲光效應(yīng)制成的聲光器件，如聲光調(diào)制器、聲光偏轉(zhuǎn)器、和可調(diào)諧濾光

2、器等，在激光技術(shù)、光信號(hào)處理和集成光通訊技術(shù)等方面有著重要的應(yīng)用。 【實(shí)驗(yàn)原理】當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，將引起介質(zhì)的彈性應(yīng)變作時(shí)間和空間上的周期性的變化，并且導(dǎo)致介質(zhì)的折射率也發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)光束通過有超聲波的介質(zhì)后就會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，這就是聲光效應(yīng)。有超聲波傳播的介質(zhì)如同一個(gè)相位光柵。圖1 聲光衍射聲光效應(yīng)有正常聲光效應(yīng)和反常聲光效應(yīng)之分。在各項(xiàng)同性介質(zhì)中，聲光相互作用不導(dǎo)致入射光偏振狀態(tài)的變化，產(chǎn)生正常聲光效應(yīng)。在各項(xiàng)異性介質(zhì)中，聲光相互作用可能導(dǎo)致入射光偏振狀態(tài)的變化，產(chǎn)生反常聲光效應(yīng)。反常聲光效應(yīng)是制造高性能聲光偏轉(zhuǎn)器和可調(diào)濾波器的基礎(chǔ)。正常聲光效應(yīng)可用喇曼納斯的光柵假設(shè)作出解釋，而反常

3、聲光效應(yīng)不能用光柵假設(shè)作出說明。在非線性光學(xué)中，利用參量相互作用理論，可建立起聲光相互作用的統(tǒng)一理論，并且運(yùn)用動(dòng)量匹配和失配等概念對(duì)正常和反常聲光效應(yīng)都可作出解釋。本實(shí)驗(yàn)只涉及到各項(xiàng)同性介質(zhì)中的正常聲光效應(yīng)。設(shè)聲光介質(zhì)中的超聲行波是沿方向傳播的平面縱波，其角頻率為，波長(zhǎng)為波矢為。入射光為沿方向傳播的平面波，其角頻率為，在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為，波矢為。介質(zhì)內(nèi)的彈性應(yīng)變也以行波形式隨聲波一起傳播。由于光速大約是聲速的倍，在光波通過的時(shí)間內(nèi)介質(zhì)在空間上的周期變化可看成是固定的。由于應(yīng)變而引起的介質(zhì)的折射率的變化由下式?jīng)Q定 （1）式中，為介質(zhì)折射率，為應(yīng)變，為光彈系數(shù)。通常，和為二階張量。當(dāng)聲波在各項(xiàng)同性介

4、質(zhì)中傳播時(shí)，和可作為標(biāo)量處理，如前所述，應(yīng)變也以行波形式傳播，所以可寫成 （2）當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，折射率作為和的函數(shù)可寫作 （3）式中，為無超聲波時(shí)的介質(zhì)的折射率，為聲波折射率變化的幅值，由（1）式可求出設(shè)光束垂直入射（）并通過厚度為的介質(zhì)，則前后兩點(diǎn)的相位差為 （4） 式中，為入射光在真空中的波矢的大小，右邊第一項(xiàng)為不存在超聲波時(shí)光波在介質(zhì)前后兩點(diǎn)的相位差，第二項(xiàng)為超聲波引起的附加相位差（相位調(diào)制），?？梢?，當(dāng)平面光波入射在介質(zhì)的前界面上時(shí)，超聲波使出射光波的波振面變?yōu)橹芷谧兓陌櫿鄄?，從而改變出射光的傳播特性，使光產(chǎn)生衍射。 設(shè)入射面上的光振動(dòng)為，為一常數(shù)，也可以是復(fù)數(shù)?？紤]到在出射面上各點(diǎn)

5、相位的改變和調(diào)制，在平面內(nèi)離出射面很遠(yuǎn)一點(diǎn)的衍射光疊加結(jié)果為寫成等式時(shí)， （5）式中，為光束寬度，為衍射角，為與有關(guān)的常數(shù)，為了簡(jiǎn)單可取為實(shí)數(shù)。利用一與貝塞耳函數(shù)有關(guān)的恒等式式中為（第一類）階貝塞耳函數(shù)，將（5）式展開并積分得 （6）上式中與第級(jí)衍射有關(guān)的項(xiàng)為 （7） （8）因?yàn)楹瘮?shù)在取極大值，因此有衍射極大的方位角由下式?jīng)Q定： （9）式中，為真空中光的波長(zhǎng)，為介質(zhì)中超聲波的波長(zhǎng)。與一般的光柵方程相比可知，超聲波引起的有應(yīng)變的介質(zhì)相當(dāng)于一光柵常數(shù)為超聲波長(zhǎng)的光柵。由（7）式可知，第級(jí)衍射光的頻率為 （10）可見，衍射光仍然是單色光，但發(fā)生了頻移。由于，這種頻移是很小的。第m級(jí)衍射極大的強(qiáng)度可用

6、（7）式模數(shù)平方表示： （11）式中，為的共軛復(fù)數(shù)，第級(jí)衍射極大的衍射效率定義為第級(jí)衍射光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度之比。由（11）式可知，正比于。當(dāng)為整數(shù)時(shí)，。由（9）式和（11）式表明，各級(jí)衍射光相對(duì)于零級(jí)對(duì)稱分布。當(dāng)光束斜入射時(shí)，如果聲光作用的距離滿足，則各級(jí)衍射極大的方位角由下式?jīng)Q定 （12）式中為入射光波矢與超聲波波面的夾角。上述的超聲衍射稱為喇曼納斯衍射，有超聲波存在的介質(zhì)起一平面位光柵的作用。當(dāng)聲光作用的距離滿足，而且光束相對(duì)于超聲波波面以某一角度斜入射時(shí)，在理想情況下除了0級(jí)之外，只出現(xiàn)1級(jí)或1級(jí)衍射。如圖2所示。這種衍射與晶體對(duì)光的布喇格衍射很類似，故稱為布喇格衍射。能產(chǎn)生這種衍射

7、的光束入射角稱為布喇格角。此時(shí)有超聲波存在的介質(zhì)起體積光柵的作用?？梢宰C明，布喇格角滿足1級(jí)0級(jí)1級(jí)0級(jí)圖2 布拉格衍射 （13）式中（13）稱為布喇格條件。因?yàn)椴祭且话愣己苄?，故衍射光相?duì)于入射光的偏轉(zhuǎn)角 （14）式中，為超聲波的波速，為超聲波的頻率，其它量的意義同前。在布喇格衍射條件下，一級(jí)衍射光的效率為 （15）式中， 為超聲波功率，和為超聲換能器的長(zhǎng)和寬，為反映聲光介質(zhì)本身性質(zhì)的一常數(shù)，為介質(zhì)密度，為光彈系數(shù)。在布喇格衍射下，衍射光的效率也由（10）式?jīng)Q定。理論上布喇格衍射的衍射效率可達(dá)100，喇曼納斯衍射中一級(jí)衍射光的最大衍射效率僅為34，所以使用的聲光器件一般都采用布喇格衍射。

8、由（14）式和（15）式可看出，通過改變超聲波的頻率和功率，可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束方向的控制和強(qiáng)度的調(diào)制，這是聲光偏轉(zhuǎn)器和聲光調(diào)制器的基礎(chǔ)。從（10）式可知，超聲光柵衍射會(huì)產(chǎn)生頻移，因此利用聲光效應(yīng)還可以制成頻移器件。超聲頻移器在計(jì)量方面有重要應(yīng)用，如用于激光多普勒測(cè)速儀。以上討論的是超聲行波對(duì)光波的衍射。實(shí)際上，超聲駐波對(duì)光波的衍射也產(chǎn)生喇曼納斯衍射和布喇格衍射，而且各衍射光的方位角和超聲頻率的關(guān)系與超聲行波的相同。不過，各級(jí)衍射光不再是簡(jiǎn)單地產(chǎn)生頻移的單色光，而是含有多個(gè)傅立葉分量的復(fù)合光?！緦?shí)驗(yàn)儀器】一套完整的SO2000聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀配有：已安裝在轉(zhuǎn)角平臺(tái)上的100MHz聲光器件、半導(dǎo)體激

9、光器、100MHz功率信號(hào)源、LM601CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x及光具座。每個(gè)器件都帶有10的立桿，可以安插在通用光具座上。配件：模擬通信收發(fā)器，頻率計(jì)，計(jì)算機(jī)。1 聲光器件聲光器件的結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。它由聲光介質(zhì)、壓電換能器和吸聲材料組成。壓電換能器聲波前進(jìn)方向吸聲材料 光波前進(jìn)方向聲光介質(zhì)圖3 聲光器件的結(jié)構(gòu) 圖4 轉(zhuǎn)角平臺(tái)本實(shí)驗(yàn)采用的聲光器件中的聲光介質(zhì)為鉬酸鉛，吸聲材料的作用是吸收通過介質(zhì)傳播到端面的超聲波以建立超聲行波。將介質(zhì)的端面磨成斜面或成牛角狀，也可達(dá)到吸聲的作用。壓電換能器又稱超聲換能器，由妮酸鋰晶體或其它壓電材料制成。它的作用是將電工率換成聲功率，并在聲光介質(zhì)中建立起超聲場(chǎng)。

10、壓電換能器既是一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)，又是一個(gè)與功率信號(hào)源相聯(lián)系的電振動(dòng)系統(tǒng)，或者說是功率信號(hào)源的負(fù)載。為了獲得最佳的電聲能量轉(zhuǎn)換效率，換能器的阻抗與信號(hào)源的內(nèi)阻應(yīng)當(dāng)匹配。聲光器件有一個(gè)衍射效率最大的工作頻率，此頻率稱為聲光器件的中心頻率，記為fc。對(duì)于其它頻率的超聲波，其衍射效率將降低。規(guī)定衍射效率（或衍射光的相對(duì)光強(qiáng)）下降3db（即衍射效率降到最大值的）時(shí)兩頻率間的間隔為聲光器件的帶寬。聲光器件安裝在一個(gè)透明塑料盒內(nèi)，置于轉(zhuǎn)交平臺(tái)上，見圖4。盒上有一插座，用于和功率信號(hào)源的聲光插座相連。透明塑料盒兩端各開一個(gè)小孔，激光分別從這兩個(gè)小孔射入和射出聲光器件，不用時(shí)用貼紙封住以保護(hù)聲光器件。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)交平

11、臺(tái)的旋轉(zhuǎn)手輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)交平臺(tái)，從而改變激光射入聲光器件的角度。2.功率信號(hào)源SO2000功率信號(hào)源專為聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)配套，輸出頻率范圍為80120MHz，最大輸出功率為1W。面板上各輸入/輸出信號(hào)和表頭含義如下：等幅/調(diào)幅：做基本的聲光衍射實(shí)驗(yàn)，要打在“等幅”位置，否則信號(hào)源無輸出；做模擬通訊實(shí)驗(yàn)時(shí)要打在“調(diào)幅位置”。調(diào)制：輸入信號(hào)插座。等幅/調(diào)幅開關(guān)處于“調(diào)幅”位置時(shí)，此位置接上“模擬通信發(fā)送器”，從“調(diào)制”端口輸入一個(gè)TTL電平的數(shù)字信號(hào)，就可以對(duì)聲功率進(jìn)行幅度調(diào)制，頻率范圍020KHz。調(diào)制波的解調(diào)可用光電池加放大電路組成的“光電池盒”來實(shí)現(xiàn)。具體方法是，移去CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x，安置上“

12、光電池盒”，“光電池盒”再與“模擬通信接收器”相連。將1級(jí)衍射光對(duì)準(zhǔn)“光電池盒”上的小孔，適當(dāng)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器的功率，就可以用喇叭或示波器還原調(diào)制波的信號(hào)，進(jìn)行模擬通信實(shí)驗(yàn)。模擬通信收發(fā)器的介紹見下文。聲光：輸出信號(hào)插座。用于連接聲光器件，將功率信號(hào)源的電信號(hào)傳如聲光器件，經(jīng)壓電換能器轉(zhuǎn)換為聲波后注入聲光介質(zhì)。測(cè)頻：輸出信號(hào)插座。接頻率計(jì)，用于測(cè)量功率信號(hào)源輸出的頻率。頻率旋鈕：用于改變功率信號(hào)源的輸出頻率，可調(diào)范圍80120MHz。逆時(shí)針旋到底是80MHz，順時(shí)針選到底是120MHz。功率旋鈕：用于調(diào)節(jié)功率信號(hào)源的輸出頻率，逆時(shí)針減小，順時(shí)針變大。面板上的毫安表讀書作為功率指示用，讀書值&#

13、215;10約等于功率毫瓦數(shù)。使用時(shí)，為保證聲光器件的安全，不要長(zhǎng)時(shí)間處于功率最大位置。3.CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x：其核心是線陣CCD器件。CCD器件是一種可以電掃描的光電二級(jí)管列陣，有面陣（二維）和線陣（一維）之分。LM601/501CCD光強(qiáng)儀所用的是線陣CCD器件，性能參數(shù)如下表。LM601/501CCD光強(qiáng)儀機(jī)殼尺寸為150mm×100mm×50mm，CCD器件的光敏面至光強(qiáng)儀前面板距離為4.5mm。型號(hào)光敏元件光敏元件尺寸光敏元件中心距光譜響應(yīng)范圍光譜響應(yīng)峰值LM601S2700個(gè)11×11110.30.90.56LM6012592個(gè)11×111

14、10.30.90.56LM5012048個(gè)14×14140.20.90.56LM601/501CCD光強(qiáng)儀后面板各插孔標(biāo)記含義如下：“同步”：Q9頭，示波器型用。啟動(dòng)CCD器件掃描的觸發(fā)脈沖，主要供示波器觸發(fā)用?！巴健钡暮x是“同步掃描”，與示波器的觸發(fā)端口相連?！靶盘?hào)”：Q9頭，示波器型用。CCD器件接受的空間光強(qiáng)分布信號(hào)的模擬電壓輸出端，與示波器的某一路信號(hào)端口相連?！癉B9插頭”：微機(jī)型用，連接USB100計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集盒。4.USB100計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集盒：用USB接口與計(jì)算機(jī)相連，同時(shí)以DB15插座通過電纜線與LM601/501CCD光強(qiáng)儀后面板上的DB9插座相連。采集盒上

15、有一個(gè)12位的A/D轉(zhuǎn)換器，也就是說可以把CCD器件上每一個(gè)光敏單元上的光強(qiáng)信號(hào)分成4096個(gè)灰度等級(jí)?？臻g分辨率與所使用CCD光強(qiáng)儀的型號(hào)有關(guān)。在1114之間。采集盒對(duì)計(jì)算機(jī)要求不高，586最小配置，有USB接口就可以了。5.模擬通信收發(fā)器模擬通信收發(fā)器由三件儀器組成：模擬通信發(fā)送器、模擬通信接收器和光電池盒。a) 模擬通信發(fā)送器的各接口及開關(guān)描述如下：“調(diào)制”：輸出信號(hào)插座。當(dāng)功率信號(hào)源的等幅/調(diào)幅開關(guān)處于“調(diào)幅”位置時(shí)（即做模擬通信實(shí)驗(yàn)時(shí)），此位置接上功率信號(hào)源的調(diào)制插座，即向功率信號(hào)源輸出TTL電平的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，用于對(duì)聲功率進(jìn)行幅度調(diào)制。“示波器”：如果要在雙蹤示波器上對(duì)比觀察本模擬

16、通信實(shí)驗(yàn)中發(fā)送和接收到的音樂TTL電平的數(shù)字信號(hào)，則此插座接示波器的一路通道，并作為觸發(fā)信號(hào)；模擬通信接收器的示波器插座接示波器的另一路通道。“喇叭開關(guān)”：用于選擇是否監(jiān)聽發(fā)送器送出的音樂TTL信號(hào)。“選曲開關(guān)”：發(fā)送器可以送出的音樂TTL信號(hào)有兩首樂曲，用于開關(guān)選擇。b) 模擬通信接受器的各接口描述如下：“光電池”：接光電池盒?！笆静ㄆ鳌保喝绻陔p蹤示波器上對(duì)比觀察本模擬通信實(shí)驗(yàn)中發(fā)送和接收到的音樂TTL電平的數(shù)字信號(hào)，則此插座接示波器的一路通道；模擬通信發(fā)送器的示波器插座接示波器的另一路通道，并作為觸發(fā)信號(hào)?！耙袅啃o”：調(diào)節(jié)模擬通信接收器還原出來的TTL信號(hào)的音量的大小。c）光電池盒取

17、代LM601CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x，與模擬通信接收器的光電池插座連接并向模擬通信接收器傳送接受到的帶調(diào)制信號(hào)的衍射光信號(hào)。6.半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器輸出光強(qiáng)穩(wěn)定，功率可調(diào)，壽命長(zhǎng)。在后面板上有一只調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度的電位器，在盒頂和盒側(cè)各有一只做XY方向微調(diào)的手輪。7.光具座0.8m長(zhǎng)，配三只馬鞍座，其中一只可橫向移動(dòng)，一般用于安置CCD光強(qiáng)儀或光電池盒用。SO2000的各部件的底端都有螺口用以旋入直徑為10mm的立桿，擰緊后插入各馬鞍座里，旋緊馬鞍座的立桿旋鈕，在將馬鞍座置于光具座上，待各部件位置調(diào)好后，旋緊馬鞍座側(cè)面的旋鈕即可完成固定。8.頻率計(jì)采用VC2000智能頻率計(jì)，量程為10Hz2.4G

18、Hz。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 開機(jī)預(yù)熱10分鐘；2. 觀察喇曼納斯衍射和布拉格衍射，比較兩種衍射的實(shí)驗(yàn)條件和特點(diǎn)；3. 調(diào)出布喇格衍射，用示波器測(cè)量衍射角，先要解決“定標(biāo)”的問題，即示波器X方向上的1格等于CCD器件上多少象元，或者示波器上1格等CCD器件位置X方向上的多少距離。用微機(jī)測(cè)量衍射角，則只需在軟件上直接讀出X方向上的距離（ch值）和光強(qiáng)度值（A/D值）。4. 布拉格衍射下測(cè)量衍射光相當(dāng)于入射光的偏轉(zhuǎn)角與超聲波頻率（即電信號(hào)頻率）fs的關(guān)系曲線，并計(jì)算聲速vs。測(cè)出68組（，fs）值，在課堂上用計(jì)算器作直線擬合求出和fs的相關(guān)系數(shù)。課后和fs的關(guān)系曲線。注意式（13）和（14）中布拉格角i

19、B和偏轉(zhuǎn)角都是指介質(zhì)內(nèi)的角度，而直接測(cè)出的角度是空氣中的角度，應(yīng)進(jìn)行換算，聲光器件n2.386。由于聲光器件的參數(shù)不可能達(dá)到理論值，實(shí)驗(yàn)中布拉格衍射不是理想的，可能會(huì)出現(xiàn)高級(jí)次衍射光等現(xiàn)象。調(diào)節(jié)布拉格衍射時(shí)，使1級(jí)衍射光最強(qiáng)即可。次數(shù)0級(jí)光與1級(jí)光的偏轉(zhuǎn)距離（mm）L（mm）fs（MHz）vs12L是聲光介質(zhì)的光出射面到CCD線陣光敏面的距離，注意不要忘了加上CCD器件光敏面至光強(qiáng)儀前面板的距離4.5mm；vs的計(jì)算見式（14）。5. 布拉格衍射下，固定超聲波功率，測(cè)量衍射光相對(duì)于零級(jí)衍射光的相對(duì)強(qiáng)度與超聲波頻率的關(guān)系曲線，并定出聲光器件的寬帶和中心頻率。6. 布拉格衍射下，將功率信號(hào)源的超聲

20、波頻率固定在聲光器件的中心頻率上，測(cè)出衍射光強(qiáng)度與超聲波功率的關(guān)系曲線。7. 測(cè)定布拉格衍射下的最大衍射效率，衍射效率I1/I0，其中，I0為未發(fā)生衍射光強(qiáng)度時(shí)“0級(jí)光”的強(qiáng)度，I1為發(fā)生聲光衍射后1級(jí)光的強(qiáng)度。8. 在喇曼納斯衍射（光束垂直入射）下，測(cè)量衍射角m并與理論值比較。9. 在喇曼納斯衍射下，在聲光器件的中心頻率上測(cè)定1級(jí)光的衍射效率，并與布拉格衍射下的最大衍射效率比較。超聲波功率固定在布拉格衍射最佳時(shí)的功率上。在觀察和測(cè)量以前，應(yīng)將整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)調(diào)至共軸。10. 按第二章所述完成聲光模擬通信實(shí)驗(yàn)的儀器安裝和調(diào)試：改變超聲波功率，注意觀察模擬通信接受器送出的音樂的變化，分析原因?！咀⒁?/p>

21、事項(xiàng)】1 實(shí)驗(yàn)儀器嬌貴，調(diào)節(jié)過程中不可操之過急，應(yīng)耐心認(rèn)真調(diào)節(jié)。聲光器件尤為貴重，注意保護(hù)。2 不能將功率信號(hào)源的輸出功率長(zhǎng)時(shí)間處于最大輸出功率狀態(tài)，以免燒壞。3 在觀察和測(cè)量以前，應(yīng)將整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)調(diào)至共軸。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先關(guān)閉各儀器電源，再關(guān)閉總電源，以免損壞儀器?！舅伎碱}】1 為什么說聲光器件相當(dāng)于位光柵？2 聲光器件在什么實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)生喇曼納斯衍射？在什么實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)生布喇格衍射？?jī)煞N衍射的現(xiàn)象各有什么特點(diǎn)？3 調(diào)節(jié)喇曼納斯衍射時(shí)，如何保證光束垂直入射？【附】SO2000聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀可完成和在此基礎(chǔ)上的聲光模擬通信實(shí)驗(yàn)，這兩種實(shí)驗(yàn)的安裝、連線分別介紹如下。一、基本聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)：本實(shí)

22、驗(yàn)需要下列電線或電纜：1. 光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x到示波器：同型號(hào)2根，每根均未Q9插頭。這兩根線中，一根連光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x的“信號(hào)”和示波器的測(cè)量輸入通道，另一根連接光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x的“同步”和示波器的外觸發(fā)同步通道。2. 光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x到USB100采集盒：1根，兩端是DB15（15芯）和DB9（9芯）插頭。用它連接USB采集盒和CCD光強(qiáng)儀，再用USB線將采集盒與計(jì)算機(jī)相連。3. 功率信號(hào)源到轉(zhuǎn)角平臺(tái)上的聲光器件：1根。其一頭為Q9插頭，連接聲光器件，一頭為蓮花插頭，連接功率信號(hào)源的“聲光”插座，此時(shí)，功率信號(hào)源要打在“等幅”上；當(dāng)使用模擬通信收發(fā)器時(shí)，要打在“調(diào)幅”上。使用過程如下：1. 完成安裝

23、后，開啟除功率信號(hào)源之外的各部件的電源；2. 仔細(xì)調(diào)節(jié)光路，使半導(dǎo)體激光器射出的光束準(zhǔn)確地由聲光器件外塑料盒的小孔射入、穿過聲光介質(zhì)、由另一端的小孔射出，在透過偏振減光器，射到CCD采集窗口上，這時(shí)衍射尚未產(chǎn)生（聲光器件盡量靠近激光器）3. 用示波器測(cè)量時(shí)，將光強(qiáng)儀的“信號(hào)”接至示波器的Y軸，電壓檔置0.11V/格檔，掃描頻率一般置2ms/格檔；光強(qiáng)儀的“同步”插孔接至示波器的外觸發(fā)端口，極性為“”。適當(dāng)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”，在示波器上可以看到一個(gè)穩(wěn)定的單峰波形；用計(jì)算計(jì)測(cè)量時(shí)，連接USB采集盒和CCD光強(qiáng)儀，再用USB線將USB采集盒計(jì)算機(jī)相連。啟動(dòng)工作軟件即可采集、處理實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)。4.如在

24、示波器頂端只有一直線而看不到波形，這是CCD器件飽和所致?？稍囍鴾p弱環(huán)境光強(qiáng)、減小激光器的輸出功率、轉(zhuǎn)動(dòng)CCD光強(qiáng)儀上的偏振減光器，問題就可解決；5.如果在示波器上看到的波形不怎么光滑，有“毛刺”，大多CCD采光窗上落有灰塵?？赏ㄟ^轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)馬鞍座側(cè)面的旋鈕來移動(dòng)CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x或改變光束的照射位置來解決這個(gè)問題。6.得到滿意的波形后，打開功率信號(hào)源的電源；7.微調(diào)轉(zhuǎn)角平臺(tái)旋鈕，改變激光束的入射角，可獲得布喇格衍射和喇曼納斯衍射。本實(shí)驗(yàn)的聲光器件是為布喇格衍射條件設(shè)計(jì)制造的，并不滿足喇曼納斯衍射條件。如有條件，最好另配一個(gè)中心頻率為10MHz左右的聲光器件和功率信號(hào)源，專門研究喇曼納斯衍射。這里為降低成本，本實(shí)驗(yàn)只對(duì)喇曼納斯衍射作定性觀察。8.實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)，可在CCD窗口前置一白紙，在紙上看到正確的圖形后再讓它射入采集窗口；9.在布喇格衍射條件下，