光声光谱气体传感技术研究进展

光声光谱是通过光声效应把样品吸收光谱转换成声波探测,实现样品成分、浓度分析检测的一种光谱传感技术,是光谱学的一个重要分支。光声光谱除了具有吸收光谱的高选择性、高灵敏度外,还具有信号只跟样品光吸收有关,不受散射光影响,零背景, 信号与光功率成正比以及信号探测器不受光波长影响等诸多优点。在环境监测、工业过程控制与检测、医学诊断和国防危化品检测等领域得到了越来越多的应用,呈现出快速发展的趋势。除了传统的共振光声光谱技术,近年来先后出现了悬臂增强型光声光谱、石英音叉谐振增强型光声光谱、多通道光声光谱等各具特色的新技术。对光声光谱气体传感技术的研究进展进行了介绍,并分析了其应用前景和未来发展趋势。     

基于声光效应的两种测量超声声速的方法比较

介绍了声光晶体中超声驻波原理,比较了衍射法和阴影法两种方法在测量声光介质中超声声速的应用,分析了两种方法的优缺点,有利于更加深入地理解超声驻波在声光介质中的传播。     

国家海洋局海洋技术研究所系列声光器件简介

国家海洋局海洋技术研究所声光技术实验室,是国内开展声光技术研究与开发较早的单位之一,自1974年至今,已有十五年历史。该实验室在首先导出了不同状态下声光衍射的完整数学解之外,独创了一套声光器件的加工工艺,可成功地制做1GHz以内的各种声光器件;能对声光器件的20多个声、光、电学参数定量测量。研制的各种声光器件已在国内20多所大专院校和科研单位应用。     

基于压电效应的光电子集成技术研究进展（特邀）

压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率,实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展,随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后,对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望,分析其大规模应用面临的挑战和问题。     

光谱学 光谱仪器

TH744．1 2006064901直接数字频率合成技术在声光单色系统中的应用=Appli- cation of direct digital frequency synthesis technology in a- cousto-optic monochromatic system[刊,中]/万峰(天津大学精密仪器及光电子工程学院．天津(300072)),范世福//分析仪器．—2006．(3)．—38—40介绍了直接数字频率合成技术的工作原理和由直接数字频率合成器、数字信号处理器、非共线TeO_2红外声光器件等组成的声光单色系统及其性能测试,实验结果表     

声光信号处理和光计算

由于激光的出现和发展及高性能超声延迟线的实现。产生了激光技术与超声技术相结合的新型声光信号处理技术。声光器件具有带宽大、实时性高和并行处理能力强等优点。在光信号处理、光计算、光通信、激光技术(如光调制、偏转、调Q、锁模、腔倒空等)和其它领域中有广泛的应用。本文将简要介绍声光效应在光信号处理和光计算中的应用。光信号处理和光计算没有一个明显的界限。早期人们习惯认为光信号处理只是光学图象的处理。而光计算则限于数值计算。现在二者的概念都大大扩展了。新一代计算机要求的人工智能功能例如图象的识别、推理、分析、判断等已不只是数值计算问题。光计算和光信号处理是密切相关的。 声光器件是通过光波和超声波在介质中相互作用。来控制激光辐射。声光相互作用可分为体光波与体声波的相互作用。导光波和声表面波的相互作用。体光波与声表面波的相互作用,由此制成相应的体波和表面波声光器件。我们仅以体光波和体声波及相应的体波器件为主进行讨论。 一 声光相互作用简述 声光学是研究光波和声波在介质中的相互作用。1922年布里渊首次预言到声光相互作用的存在。1932年由美国的德拜和希思,法国的卢卡斯和毕瓜德在实验上得到证明。在激光出现以前由于它引起光的变化     

光通信 光纤通信

TN911.742006054547用于扩频通信的声光循环平稳信号处理技术=Acousto-optic cyclostationary signal processing techniques for thespread spectrumcommunication[刊,中]/王丹志(北京邮电大学电子工程学院.北京(100876)),宋梅//光学技术.—2006,32(3).—455-457,461基于声光信号处理技术和循环平稳随机过程理论,建立了声光循环平稳信号处理模型,并应用于扩频通信中,理论分析和仿真表明,声光循环平稳信号处理技术在扩频通信领域的信号分析中是十分有用的。图4参6(于晓光)TN914.532006054548AWG在谱域幅度编码光码分多址系统中的应用研…     

实时声光图像相关器及其在模试识别中的应用

介绍一种实时声光图像相关器。在该系统中，一个声光偏转器和一个激光二极管阵列分别被用作输人图像和滤波器的电光转换器件。二维相关由工作于时间延迟积分模式下的一个二维ＣＣＤ探测器完成。最后描述这种相关器在模式识别中的应用。     

声光偏转效应在相干光检测的应用

为使现代电子侦察技术能适应信号密集、宽频谱、大动态的电磁环境, 提出了一种基于声光偏转器实现相关光信号处理的方法, 分析了射频信号频率变化与布拉格衍射角的关系, 讨论了声光偏转效应对信号频率的空间滤波特性; 在理论分析的基础上, 构建了在可见光范围内实现声光偏转的相干光信号探测的实验系统, 并通过计算机仿真对比, 验证了这种方法的可行性。实验表明, 采用波长为630 nm的单频激光, 带宽为200 MHz的声光偏转器, 其频率分辨率优于1 MHz, 频率信号的空间分离效果明显, 接收灵敏度和信噪比得到改善。     

表面波布拉格声光互作用耦合波方程的研究

定义了压电晶体的增劲声光系数,它反映压电晶体中声光、电光和压电效应共同作用的结果。从参量互作用基本理论出发,同时考虑声光效应、电光效应和压电效应三个因素,用一个压电增劲声光系数来表示三种因素的共同作用,导出表面波声光布拉格互作用的耦合波方程。并求解得出相应衍射效率的计算公式。该式说明在弱声光互作用条件下,衍射导光波强度与超声功率成正比。表面波声光器件具有体积小、工作稳定、能耗小、易于集成等优点。可以用作光偏转器、光调制器、滤光器。在光通信以及各类实时信号处理,如相关、卷积、频谱分析、矩阵光计算等领域具有广泛的应用前景。     

Investigation into the acoustooptic properties of tellurium crystals by anisotropic diffraction of light

The optical, acoustic, and acoustooptic properties of tellurium crystals viewed as a candidate material for mid-and far-IR acoustooptic devices are considered. The phase velocities, polarization, and drift angles of the acoustic energy in different crystal planes are calculated. The acoustooptic figure of merit for tellurium under the anisotropic diffraction conditions is estimated, and light-sound interaction geometries promising for acoustooptic applications are discussed. Measuring data for the optical and acoustooptic parameters of tellurium crystals are given.     

声光调制实验的一种CCD成像改进方法

提出了声光调制实验的一种CCD成像改进的实验方法,即声光调制的入射光和衍射光成像于CCD上,对光斑图像进行编程处理,计算机给出光斑的位置。给出了实验步骤、图像处理算法和实验结果。     

Dynamic optical transfer function of an acoustooptic modulator with a damped sound wave

Based on a spatially dependent dynamic optical transfer function of an acoustooptic modulator, a dynamic model of light modulation by a sound signal under conditions of acoustic damping is developed. A system of equations describing the dynamics of the acoustooptic interaction is given. Solutions of this equation for arbitrary power level and spatial-time structure of a sound signal are found. It is shown that acoustooptic damping has the strongest effect in a nonlinear modulation regime. Here, the dissipation of an acoustic signal suppresses the higher harmonic of the dynamic optical transfer function. An analytical model of the dynamic optical transfer function for a low level of acoustooptic coupling is given. It is shown that when the pump beam aperture is much greater than the spatial size of an acoustic signal, the time response of the acoustooptic modulator response is identical within a phase factor to the amplitude profile of a pump beam apodized by the exponential dependence of the amplitude of a damped sound wave. Otherwise, the sound damping produces almost no distortions of a plane top of the acoustooptic modulator response to a pulsed signal and shows itself only under phase mismatch conditions. Here, the asymmetry of overshoots at the edges of the acoustooptic modulator response is observed. Calculated plots are presented, which illustrate the aforementioned specific features of the transient process under conditions of acoustic damping in the acoustooptic interaction in paratellurite.     

布拉格型声光双稳系统对弱信号的放大作用研究

在分岔点附近，通过对描述布拉格（Ｂｒａｇｇ）型声光双稳系统的差分－微分方程进行线性稳定性分析，得到了系统对小信号放大时的共振频率，给出了放大倍数的表达式。然后通过数值计算模拟出系统对小信号的放大过程，结果与理论分析相符     

声光效应实验研究

介绍声光效应的最新理论进展。采用光栅假设，对各向同性介质中的声光效应作了简要讨论，导出了第m级衍射光的衍射效率公式。研究和介绍一种新的声光效应实验装置。在实验中，应用线阵CCD光强分布测量仪等，通过改变超声波的频率和功率，分别实现了对激光束方向的控制和强度的调制；定量给出了声光偏转量的关系曲线和声光调制测量的关系曲线。实验表明，在布喇格衍射下，通过固定超声波功率，测量衍射光相对于零级衍射光的相对光强与超声波频率的关系曲线，不仅可以计算声速，还可以确定声光器件的带宽和中心频率。     

集成光学声光可调谐光谱仪的特性分析

提出了一种以集成光学声光可调谐滤波器作为分光元件的新型光谱仪 ,并详细介绍了这种光谱仪的具体特性。通过对这种光谱仪的特征方程、点扩展函数以及色散本领的详细分析 ,指出该光谱仪的分辨本领与器件的声光作用长度成正比 ,也与它的级联级数的平方根成正比。因此增加器件的声光作用长度比增加它的级联级数能更有效地提高光谱分辨率。另外还指出 ,准共线声光耦合是抑制侧瓣、提高分辨本领的有效途径。测试表明 ,当声光相互作用长度L =2 5mm ,声波导和光波导的夹角θ=0 .4 2°时 ,在中心频率 174MHz附近可获得带宽 1.4 4nm ,一级侧瓣 - 13.2dB ,模式转换效率大于 99%的结果。     

On the possibility of extending the dynamic range in acoustooptic analysis of the spectrum of radio signals

A method is proposed to suppress nonlinear distortions arising in the acoustooptic analysis of the spectrum of radio signals. The method is based on the polynomial nonlinear correction of an electric signal before it comes to a piezoelectric transducer. The necessary form of the correction is determined in a wide range of parameters of the acoustooptic interaction. The results of numerical simulation are presented.     

Coupled-mode theory of Bragg diffraction in the presence of multiple internal reflections

In acoustooptic and some crystalline holographic recording materials, the Bragg diffraction efficiency can be strongly affected by multiple internal optical reflections. The coupled-wave theory of this effect is given in this paper.     

Waveguide acoustooptic devices for the real-time spectral analysis of broadband optical signals

Computer simulation and experimental testing of the main characteristics of a waveguide acoustooptic device for the real-time spectral analysis of broadband optical signals are discussed. A mathematical model of such a device is similar to the experimentally tested mathematical model of a waveguide acoustooptic spectral analyzer of radio signals. Two modifications of the spectrum analyzer based on Y-cut lithium niobate are developed and numerically studied. These modifications make it possible to process broadband optical signals in the red and IR ranges. The parameters of the devices are chosen based on real technological and topological requirements for the elements. Comparative analysis shows that the theoretical data on the first modification are in good agreement with the corresponding experimental results.