声光调制器

声光调制器AOM是利用电子驱动信号来控制激光束的功率，频率或者方向的器件。它利用声光效应，通过声波机械振荡, 改变压力，改变介质折射率。

AOM的关键元件是一块透明晶体，光在其中传播。与晶体接触的压电转换器用来激发声波，声波的频率在100 MHz量级。光在周期性折射率光栅中传播受到布拉格衍射产生声波，因此AOMs有时也称为布拉格盒。散射光的频率增加或者减小，增加或减小的值等于声波频率（与声波相对于光束的传播方向有关），并且散射光的方向稍有变化。（方向的变化很小，如图1，因为声波的波数与光播相比非常小。）散射光的频率和方向可以通过控制声波的频率进行控制，然而声波功率则受制于光功率。当声波功率足够高时，大于50%的光功率被衍射，极限情况下大于95%的光波被衍射。

声波可能在晶体另一端被吸收。这种行波结构使其可以达到很宽的调制带宽。其他装置是与声波共振的，利用晶体另一端对声波的强反射。共振效应可以显著提高调制深度（或者降低需要的声波功率），但是会减小调制带宽。

声光调制器常见的材料为二氧化碲（TeO2），石英晶体和熔融二氧化硅。在材料选择方面有很多标准，包括电光系数，透明范围，光损伤阈值和需要的尺寸。也可以采用不同的声波，最常用的是纵波（压缩）。这样可以得到最高的衍射效率，而衍射效率也与光束的偏振有关。当采用声剪切波（声学振动方向与激光光束相同）时，与偏振方向无关，但是这会降低衍射效率。

还有在一块芯片上包含多个声光调制器的集成光学器件。可以在铌酸锂（LiNbO3）上集成光学器件，由于它是压电的，因此芯片表面的金属电极可以产生表面声波。这种装置有很多用途，例如，用做可调谐光学滤波器或者光学开关。