聲光移頻器的應(yīng)用
聲光移頻器的移頻量和移頻精度主要由射頻功率信號(hào)決定,只要能保證射頻功率信號(hào)的穩(wěn)定度,移頻精度可以達(dá)到很高,受環(huán)境溫度的影響也很小,改變外加電信號(hào)可以很方便地任意控制移頻,使用非常方便,已廣泛應(yīng)用于外差檢測(cè)、測(cè)速、光纖陀螺等領(lǐng)域。
多普勒測(cè)速儀
激光多普勒測(cè)速儀由激光器、聲光移頻器、光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)接收系統(tǒng)、信號(hào)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。
激光多普勒測(cè)速儀的原理是根據(jù)多普勒現(xiàn)象,光照射運(yùn)動(dòng)中的物體,被運(yùn)動(dòng)物體散射的光將發(fā)射頻率漂移,相對(duì)移頻量由運(yùn)動(dòng)物體的速度在散射方向的分量決定。將散射光和發(fā)射的激光進(jìn)行差拍,測(cè)定拍移量即可測(cè)定物體的運(yùn)動(dòng)速度。但激光的頻率極高,物體的運(yùn)動(dòng)速度很快時(shí),其移頻也很大,要想接收并測(cè)定這么高的拍頻率是很困難的,因而測(cè)速范圍窄,精度低。利用聲光移頻器可以很容易解決這個(gè)問(wèn)題。從單模穩(wěn)頻激光器發(fā)出的激光束先分出一部分激光經(jīng)過(guò)聲光移頻器,由于激光通過(guò)聲光器件與超聲波相互作用后,其衍射光的頻率將是激光的頻率與超聲波頻率的疊加,因此衍射光具有與超聲波相同頻率的移頻量。未通過(guò)聲光器件的另一部分激光照射運(yùn)動(dòng)物體,散射光發(fā)生多普勒移頻后再與衍射光進(jìn)行差拍,就可以大幅度降低拍頻,甚至可以實(shí)現(xiàn)零拍,可以很方便地通過(guò)測(cè)定加在聲光移頻器上的電信號(hào)頻率來(lái)測(cè)定多普勒頻移量,從而極大地?cái)U(kuò)大了激光測(cè)速儀的測(cè)速范圍和測(cè)量精度。
光纖直徑自動(dòng)控制儀
光導(dǎo)纖維的直徑不均勻時(shí),導(dǎo)光膜將被散射,導(dǎo)致光纖的損耗急劇增大,因而在光纖生產(chǎn)中必須進(jìn)行等徑控制,利用聲光移頻器可以實(shí)現(xiàn)光纖生產(chǎn)的等徑控制自動(dòng)化。
聲光移頻器對(duì)激光產(chǎn)生衍射后的零級(jí)光和一級(jí)衍射光由透鏡系統(tǒng)會(huì)聚在光纖所在區(qū)域,形成干涉條紋,改變透鏡的焦距或透鏡的位置可以改變會(huì)聚角,從而可以使干涉條紋的間距恰好等于所要保持的光線直徑。由于入射光和一級(jí)衍射光之間有頻率差異,因而干涉條紋是移動(dòng)的,容易證明,移動(dòng)頻率(指單位時(shí)間內(nèi)有多少對(duì)亮暗紋移過(guò)某點(diǎn))即為超聲頻率。當(dāng)光線直徑恰好等于干涉條紋間距時(shí),雖然干涉條紋是移動(dòng)的,但從光纖散射出來(lái)的總散射光強(qiáng)是不隨時(shí)間改變的,即只有直流成分;而當(dāng)光纖直徑偏離干涉條紋間距時(shí)從光纖散射出來(lái)的光強(qiáng)將出現(xiàn)交流成分,直徑偏差愈大,交流成分的幅度也愈大,但交流成分的頻率總是與超聲相同的頻率。用光電接收器接收散射光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)選頻放大器后輸入自動(dòng)控制系統(tǒng),即可實(shí)現(xiàn)光纖直徑的自動(dòng)控制。