基于聲光調(diào)制的傾斜光纖光柵的研制與特性分析.pdf

1、聲光器件由于其體積小、損耗小、易于實現(xiàn)動態(tài)調(diào)制等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中。采用磁控濺射的方法，實驗在傾斜的YAG晶體上蒸鍍了基于ZnO薄膜壓電特性的體聲波超聲換能器，并通過將體聲波機(jī)械耦合進(jìn)入光纖中，利用聲光調(diào)制實現(xiàn)了傾斜的光纖光柵結(jié)構(gòu)，在研究聲光相互作用的基礎(chǔ)上，分析了體聲波傾斜光纖光柵的特性。
　　通過對體聲波在一般聲學(xué)層的傳輸、在介質(zhì)界面的入射以及晶體的彈性性質(zhì)進(jìn)行分析，為光纖中體聲波的傳輸和傾斜光纖光柵結(jié)構(gòu)的形成作

2、鋪墊?；诼暪庑?yīng)，研究了布拉格衍射效率以及聲光耦合理論，對體聲波換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出要求。分析了基于聲光調(diào)制的傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)，對傾斜角度和高階模式對傾斜光纖光柵的模式耦合系數(shù)進(jìn)行模擬分析，為體聲波傾斜光纖光柵的傾斜角度的選擇和測試提供理論指導(dǎo)。
　　根據(jù)材料的壓電特性，設(shè)計了夾心式結(jié)構(gòu)的體聲波超聲換能器。采用磁控濺射的方式，在傾斜的YAG晶體上依次蒸鍍了Ag底電極、ZnO壓電層、Ag頂電極，并通過臺階儀檢測了薄膜的生長質(zhì)量。

3、通過分析換能器的Mason等效電路模型，計算了換能器的最佳匹配阻抗，實驗測試體聲波換能器的諧頻特性和雙面結(jié)構(gòu)的電聲-聲電轉(zhuǎn)換特性，證實了基于ZnO的體聲波換能器具有較好的電聲轉(zhuǎn)換特性。
　　通過將去除涂敷層的光纖固定于YAG晶體的凹槽中，使體聲波斜入射耦合進(jìn)入光纖中，形成基于聲光調(diào)制的傾斜光纖光柵。根據(jù)對傾斜光纖光柵的衍射與模式耦合理論，實驗測試了不同傾角和不同超聲功率下體聲波傾斜光纖光柵的透射損耗并設(shè)計實驗在光纖外探測接收了光纖