基于差频原理的声光移频器.pdf

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1、第36卷第4期压电与声光Vo1．36No．42014年O8月PIEZOELECTRICS&ACOUST00PTICSAug．2014文章编号：1004—2474(2014)04—0535—03基于差频原理的声光移频器朱吉，傅礼鹏，吴中超，王智林(中国电子科技集团公司第26研究所，重庆400060)摘要：描述了声光移频器的特点及应用，依据一般声光移频器移频频率大于20MHz的局限性，提出了一种基于差频原理的声光移频器，介绍了其工作原理、光路设计及电路设计，在1550nm波长下，得到了衍射效率>6O，移频频率±1MHz，频率稳

2、定度优于1O／2h的测试结果。关键词：差频；声光移频器；衍射效率；移频频率中图分类号：TN253文献标识码：ATheAcousto—OpticFrequencyShifterBasedonthePrincipleofBeatnoteZHUJi，FULipeng，WUZhongchao，WANGZhilin(26thInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Chongqing400060，China)Abstract：Thecharacteristicsand

3、applicationsoftheacousto—opticfrequencyshifterisintroducedinthispaper．Aimingatthelimitationsofconventionalacousto—opticfrequencyshifterwithshiftingfrequencyoflargerthan20MHz，anovelacousto—opticfrequencyshifterbasedonthedifferencefrequencyprincipleisproposed．Itsope

4、ratingprinciple，opticalpathdesignandcircuitdesignareintroduced．Thetestresultsshowthatthediffractionefficiencyoflargerthan60，shiftingfrequencyof4-1MHz，andfrequencystabilityofbetterthan10／2hhavebeenobtainedatthewavelengthof1550nm．Keywords：beatnote；acousto—opticfrequ

5、encyshifter；diffractionefficiency；shiftingfrequencyn0引言为载体，通过声光移频器把移频信号加到载波上的过程。图中∞。为人射光频率。声光移频器的主要作用是将激光工作频率在原有基础频率上进行移动，它具有频移精度高，稳定性可靠，使用方便等特点，应用于外差检测、测速、光学陀螺等领域，也可通过倍频或差频技术获得不同频率的应用。声光移频器应用于多普勒测速口]，不但能判断风速，还能确定风向，根据风速及风向对飞行目标进行修正，能提高定位精度。一般的声光频移器基于声光器件理论，其移频频率大

6、于2OMHz，本文利用差频原理，设计了一种衍射效率>609／6、移频图1声光移频器的工作原理频率1MHz、频率稳定度优于1O／2h的声光移频1．2移频信号的检测器。图2为移频信号的外差检测原理，从激光器出1原理射的光波函数J。为1．1声光移频器原理[210一EoCOS(o十00)(1)图1为声光移频器的工作原理。图中，为移式中：E。为光波函数幅度值；o为光波函数初始相频频率。声光移频器利用激光通过声光晶体发生衍位。J。经过分光片后得到的光波函数为射时，衍射光会产生频移，且通过驱动器输入射1一E1cos[(叫o±∞1)￡+1

7、](2)频信号频率的原理来实现频移。声光移频是以激光式中：E为光波函数幅度值；0光波函数相位。收稿日期：2O1312一O6作者简介：朱吉(1981)，男，四川I乐山人，工程师，主要从事声光技术的研究工作。E—mail：77963595@qq，corn。压电与声光2．1器件设计激光波长为1550nm，采用声光优质较高的声光晶体。第1、2只声光晶体频率设计分别为5OMHz、49MHz，所需驱动器电功率约在0．5W。该器件设计的关键是光路调试，根据a—·f／v计图2外差检测原理算激光偏转角(a)，其中为激光在声光晶体中的波由于光

8、捡测器是以两者之和的二次方作为输长，厂为工作频率，7J为声波在声光晶体中的声速，出，即第1只晶体偏离垂直方向的角度为a／2(见图3)，角j—lo+1I=lE。cos(~o。+)+E1·度调整好后固定晶体，调节激光。的入射角使其一cos~(叫。±∞)￡+]1。=豆i++级衍射光(频率为。+)最强，固定激光