有關於聲光調製器的原理及應用

光調製器通常用來操控光束的性質，例如雷射光束。調製器根據所調製光束的性質被稱為強度調製器，相位調製器，偏振調製器，空間光調製器等。不同類型的調製器可以應用到不同的應用領域，例如光纖通信領域，顯示設備中，調Q或者鎖模雷射器，以及光學測量中。

聲光調製器縮寫：AOM，是利用電子驅動信號可以用來控制雷射光束的功率，頻率或者其空間方向的器件。它利用聲光效應，即通過聲波機械振蕩壓力改變折射率。

AOM的關鍵元件是一塊透明晶體（或一塊玻璃），光在其中傳播。與晶體接觸的壓電轉換器用來激發聲波，聲波的頻率在100MHz量級。光在周期性折射率光柵中傳播受到布拉格衍射產生聲波，因此AOM有時也稱為布拉格盒。

散射光的頻率增加或者減小，增加或減小的值等於聲波頻率（與聲波相對於光束的傳播方向有關），並且散射光的方向稍有變化。（方向的變化很小，如圖，因為聲波的波數與光波相比非常小。）散射光的頻率和方向可以通過控制聲波的頻率進行控制，然而聲波功率則受制於光功率。當聲波功率足夠高時，大於50%的光功率被衍射，極限情況下大於95%的光波被衍射。

聲波可能在晶體另一端被吸收。這種行波結構使其可以達到很寬的調製帶寬。其他裝置是與聲波共振的，利用晶體另一端對聲波的強反射。共振效應可以顯著提高調製深度（或者降低需要的聲波功率），但是會減小調製帶寬。

聲光調製器常見的材料為二氧化碲（TeO2），石英晶體和熔融二氧化矽。在材料選擇方面有很多標準，包括電光係數，透明範圍，光損傷閾值和需要的尺寸。也可以採用不同的聲波，最常用的是縱波（壓縮）。這樣可以得到最高的衍射效率，而衍射效率也與光束的偏振有關。當採用聲剪切波（聲學振動方向與雷射光束相同）時，與偏振方向無關，但是這會降低衍射效率。

還有在一塊晶片上包含多個聲光調製器的集成光學器件。可以在鈮酸鋰上集成光學器件，由於它是壓電的，因此晶片表面的金屬電極可以產生表面聲波。這種裝置有很多用途，例如，用做可調諧光學濾波器或者光學開關。

聲光調製器具有很多應用：

它可以用做固態雷射器中的Q開關。AOM也稱為Q開關，在脈衝產生之前用來關閉雷射諧振腔。大多數情況下，只有零階光束滿足雷射條件，並且當不需要雷射時可以將AOM打開。這時需要衍射損耗（每次往返諧振腔產生的損耗）大於雷射器增益。對於高增益雷射器（例如，光纖雷射器），通常是一階衍射光束滿足雷射條件，因此當AOM關閉後，會產生非常大的諧振腔損耗。但是，雷射態的損耗也相當高。

AOM也可以用做固態雷射器的傾斜腔，產生納秒或超短脈衝。後者情況下，AOM的速度只有當諧振腔比較長時才滿足要求，或者需要採用電光調製器。

採用AOM調整諧振腔中往返光的諧振波損耗可以實現主動鎖模。

AOM可以用做脈衝拾取器來降低脈衝列的脈衝重複速率，為了將脈衝進行後續的放大過程得到很高的脈衝能量。

在雷射印表機和其它裝置中，AOM可以用來調製雷射光束的功率。調製可以為連續的或者數字的（開/關）。

AOM會使雷射光束頻率產生偏移，例如用在各種測量器件中，或者用在利用通過頻移光學反饋實現鎖模的雷射器中。

有些情況下需要利用衍射角與聲學頻率有關的效應。尤其是可以掃描出射光束的方向（至少掃描小範圍的）來改變調製頻率。