铌酸锂声光偏转器宽带设计研究与分析

"铌酸锂声光偏转器宽带匹配模式研究 (2007年)" 本文深入探讨了铌酸锂（LiNbO3，简称LN）晶体在声光偏转器中的宽带匹配模式，主要关注如何通过优化设计来提高器件的工作带宽。作者通过解析Dixon方程来解决反常声光衍射问题，该方程是描述声光相互作用的重要数学工具，用于分析声波频率变化时，入射光和衍射光方向的关系。 在声光偏转器中，入射光、衍射光和超声波三者的动量必须在特定条件下匹配，即它们的波矢构成闭合三角形。对于负单轴晶体如铌酸锂，这个匹配条件尤为重要。当入射光为E光时，匹配带宽较窄，而使用O光（寻常光）并衍射为e光（非常规光）则可实现更宽的带宽，这被称为宽带匹配模式。文章指出，选择适当的入射光方向和超声波主方向能够有效地扩展声光偏转器的布拉格带宽，从而提高器件的工作效率和适用范围。 在铌酸锂晶体的xoz平面上，作者详细描述了入射光、衍射光和超声波的波矢关系，其中涉及到关键的角度如离轴角α、超声波波矢与X轴之间的夹角θ以及入射角θj和衍射角θd。这些角度的选取直接影响到动量匹配和带宽特性。 文章进一步通过理论计算，求解Dixon方程，得到了宽带工作模式的具体设计参数。这种计算方法不仅揭示了铌酸锂晶体在声光偏转器中的潜在优势，也为实际器件的设计提供了理论指导。鉴于铌酸锂晶体的低超声吸收率和优良的声光及光电性能，它被广泛用于高频声光和声电光器件的制造。 这篇论文详细研究了铌酸锂声光偏转器的宽带匹配模式，通过理论分析和计算，提出了优化设计策略，旨在拓宽工作带宽，这对于提升声光偏转器在通信、光学信息处理等领域的应用性能具有重要意义。