[科普中国]-声光效应玻璃

随着激光应用领域的扩展，光偏转技术越来越引起人们的注意。在光调制偏转方面，超声波的声光偏转方式与电光等方式相比，具有能随机存取，元件结构简单、小型，驱动功率小和成本低的特点。

声光偏转原理声光偏转是利用超声波的频率变化引起介质折射率变化而使光偏转的现象。当入射光满足布喇格条件时，产生显著的衍射如图所示，这时的介质就相当于衍射光栅1。

要求对声光玻璃的要求：

用作声光效应玻璃的条件是：①品质因数大；②超声波吸收小；③透过光的波长范围宽；④能制成光学均匀的大型元件以及声速随温度变化小，化学稳定性高等。品质因数M大，则偏转或调制所需的输入功率就小；要得到大的M值，必须使折射率、光弹性常数大和声速小。但对玻璃来说，这几乎是由折射率大小来决定的。

材料对超声波吸收小，意味着能使用较高频率的超声波，并使超声波频宽和分辨率提高及偏转角增大。如吸收小而品质因数大时，所需的输入功率就可降低。玻璃中的超声波吸收机理和晶体一样，在低频高温区域中，是由于热声子—声子的散射而产生的缓慢吸收1。

优点和应用声光玻璃具有以下优点：①声光特性的实用程度高；②光学均匀性优良；③易于制造廉价的大尺寸制品；④容易成形和研磨。因此在声光装置中，还是采用了各种声光效应玻璃。在透过可见光的玻璃中，碲酸盐玻璃的品质因数最大，对超声波的吸收较少，所以它是低频范围内实用性最大的玻璃。因此，随着换能器的制造和封接技术的发展，它的应用更加广泛。石英玻璃的品质因数虽小，但它的声衰减特别小，光学均匀性又好，所以除作测定M。用的标准介质外，还可作大功率激光的调制。硫系化合物玻璃具有高折射率和低声速的特点，品质因数很高，对可见光的透过率低，因而可应用于红外技术2。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学