为准确测量声场分布, 研究了基于激光测振仪的声场直接测量技术。基于声音在空气中传播时会引起空气折射率周期性变化的原理, 利用激光测振仪测量了激光通过声场时激光光程受空气折射率的调制发生周期性变化产生的振动速度。 由于声场在激光方向上的投影即为激光测振仪测得的振动速度, 测量了声场在不同投影方向上的振动速度, 再由Radon逆变换重构声场复振幅分布, 从而实现了对声场的直接测量。文中实验测量了2 kHz声场引起的振动速度振幅分布和相位分布, 进而重构得到声压振幅分布和瞬时声压分布。测量得到空间分辨率为2 cm, 声压振幅最大为0.026 Pa, 对应的声压级为62.3 dB。实验结果表明, 基于激光测振仪的声场分布直接测量方法是可行的, 该方法解决了现有麦克风阵列接触式测量声场存在的问题。

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。