该文根据亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理, 建立了两片矩形换能器在声光晶体中的声场分布模型, 并利用MATLAB数值模拟中心频率为100 MHz的矩形换能器在氧化碲晶体中的声场分布, 实现声场可视化。结果表明, 与单片换能器声场分布相比, 两片换能器的结构使声光器件的布喇格带宽增大了11 MHz。仿真结果为理解声场变化和试验结果提供了理论依据。

针对SiO2光波导声光布拉格器件，计算了SiO2非对称平板波导TE模式的横向场分布；给出了SiO2/ZnO/Air层状介质结构的性能方程、运动方程和麦克斯韦方程，推导出这种层状结构的特征方程，并结合所满足的边界条件，得到了各层介质的位移及电磁场分布；计算了声表面波所引起的光学相对介质隔离率张量的变化，最后讨论了声光衍射效率和光场与声场的重叠积分、声功率、声频率、声孔径和光波导参数之间的关系。结果表明，在低频范围内光场与声表面波场重叠良好；低阶模的重叠积分始终大于高阶模重叠积分，最低阶模与声表面波相互作用最强，所需声功率最小；当声功率一定时，增加声孔径可以提高衍射效率。

针对声光晶体内部的声波反射使晶体内声场分布不均匀，影响衍射效率和衍射光场分布，降低激光外差干涉效率的现象，以不改变声光设备为前提提出了光切趾方法。以TeO2晶体为基底，理论分析声光器件的声场分布、体光栅衬度及其对衍射光效率的影响。提出非均匀光栅衬度模型，并利用光切趾法控制空间声场非均匀分布。通过理论仿真结合实验测量，证明该方法的传输性能。实验结果表明: 当射频满足器件工作中心频率在100~105 MHz时，使用切趾法前，衍射光斑呈现双峰，光强未均匀分布，其光斑中心不呈现光强极大值，衍射光束出现串扰并携带大量噪声，外差信号功率为-1.7 dBm; 使用切趾法后，声场非均匀现象对光束质量的影响得到改善，光强分布均匀且呈高斯结构，声场衍射效率提高到98%，传输带宽达到总衍射带宽的50%～60%，外差信号功率达到3.8 dBm。结果表明: 该方法在优化传输容量、抑制光串扰同时，可提高激光外差干涉效率，使外差中频信号电压增益为11 dB。

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.

声光器件在设计和制作中,由于器件结构和功能上的需要,常采用级联形式的声光互作用.根据声光互作用的一般理论,对不同的声光互作用条件下,级联布喇格声光互作用的频移和光束偏转进行了分析.当组合两次不同的声光互作用,可以得到不同的频移和光束偏转.并指出,通过调节两声波的频率,可以使输出光波的传播方向不随声波频率的改变而变化.

为实现输入电信号的实时传输,提出了应用声光器件和光学子波滤波器在光学范德拉格特(Vander Lugt)相关器中进行电信号实时子波变换的系统.选用的声光器件工作参数在正常布喇格区,可提高整个系统的信噪比,中心工作频率达100MHz.对变换系统中的主要参量进行了分析,认为系统需使用功率＞15 mW的激光器,且选用尺寸为1.8 mm的子波滤波器较为合适.给出了不同频率的电信号在含声光器件的二维Mexican-hat光学子波变换系统中的计算机模拟结果,表明所提出的系统能实现对输入电信号的实时子波变换.

根据声光互作用原理,以TeO2晶体为互作用介质,选取互作用长度为28mm,设计制成近红外声光可调滤光器 (AOTF),其衍射波长与超声频率存在对应关系.测试结果表明,该器件的工作波长范围为0.9～2.6μm,驱动频率为40~120MHz,光谱分辨力为7.268nm,6.957nm(对应波长分别为1.5μm,2.4μm).

利用声光布拉格器件成功地设计并研制出了空间积分声光相关器, 实现了对模拟雷达信号(占空比为50%, 重复频率1 MHz, 载频为140 MHz)的空间积分声光相关检测。

报道了利用声光器件和具有频率反馈功能的声光器件驱动电源所进行的频率反馈双稳态实验，并将实验结果与理论分析进行了比较，得出相符合的结果。

提出了一种变频移相的方法，并用声光器件作为变频移相器件进行了移相干涉实验。这种方法可以完成压电陶瓷移相方法无法实现的一些移相干涉测量。