声光晶体

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  声光晶体(acoustooptical crystal),具有声光效应晶体材料晶体在外力作用下会引起其折射率的变化,从而导致其光学性质的改变,这一现象称为弹光效应。当超声波(机械波)通过介质材料时,要在介质材料中产生弹性力,从而通过弹光效应使介质材料的折射率发生变化,这即为声光效应。

  声光晶体的最大特点是光学和声学的各向异性。由于各向异性使声光晶体在声光效应中具有反常布拉格衍射效应,从而开发出宽带、快速的反常布拉格衍射声光调制器和声光滤波器。声光晶体的各向异性,又使其可能在某些方向获得很小的声速和高的品质因子。此外,晶格的长程有序排列,又使声光晶体一般具有较小的声损耗,从而可以增大声光器件的带宽。

  常用的声光晶体有:①立方晶类声光晶体。主要有石榴石型晶体、BSO和BGO晶体。一般有比较成熟的生长工艺,易于获得较大尺寸的单晶。其弹光系数小,品质因子较低,但其声损耗小,可制作宽带的声光器件。②光学单轴声光晶体。一种应用最广的声光晶体。主要有二氧化碲、钼酸铅、氯化亚汞等。较容易生长,不易获得大尺寸,弹光系数较大,折射率和品质因子高。③光学双轴声光晶体。主要是正交晶系的a-HIO3,此外还有研究发展中的溴化铅晶体。其对称性较低,有较强的各向异性,晶体生长较困难,不同种类晶体的品质因子差别很大,从而提供了多种器件设计方案。④半导体声光晶体。用于红外波段的主要声光晶体。有三分晶系的TAS和Ag3AsS3,立方晶系的碲和锗单晶。其折射率大,弹光系数大,品质因子高,但其声损耗较大,带宽较小。