声光效应英文解释翻译、声光效应的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 acousto-optic effect
【化】 acousto-optic effect
分词翻译:
声的英语翻译:
make a sound; reputation; sound; tone; voice
【化】 sound
【医】 phon-; phono-; sonus; sound
光效应的英语翻译:
【化】 light effect
【医】 photo-effect
专业解析
声光效应(Acousto-optic Effect)是指声波与光波在介质中相互作用时产生的物理现象,表现为声波引起的介质折射率周期性变化对光波的调制作用。该效应由美国物理学家莱昂·布里渊于1922年首次理论预测,1932年由德拜和西尔斯通过实验验证。
核心机制包含三要素:
- 弹性介质(如熔融石英、二氧化碲晶体)作为载体
- 高频声波(1-1000 MHz)在介质中形成周期性密度分布
- 入射光波(可见光或近红外光)与声波场发生动量交换
主要表现形式:
- 布拉格衍射:满足布拉格条件时产生单一衍射级,遵循动量守恒定律:
$$
lambda_s = frac{2Lambda sintheta}{n}
$$
其中$Lambda$为声波波长,$theta$为入射角,n为介质折射率
- 拉曼-纳斯衍射:低频声波导致多级衍射条纹
工程应用涵盖:
- 声光调制器(AOM)用于激光强度调控(参考IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control)
- 光信号处理器件(光开关、移频器)
- 光谱分析仪中的可调滤波系统(美国光学学会会刊Optic Express有相关技术标准)
该现象的理论基础可追溯至《固体中的弹性波传播》(Cady W.G.著,McGraw-Hill 1946),现代应用案例详见麻省理工学院开放课程《光电子器件设计》实验模块。
网络扩展解释
声光效应是物理学中描述光波与声波在介质中相互作用的重要现象,其核心机制是超声波引起介质折射率周期性变化,从而影响光的传播路径。以下是详细解释:
1.基本定义
声光效应指超声波在透明介质中传播时,导致介质密度发生周期性变化(疏密相间),进而使折射率呈现空间周期性调制。这种调制相当于形成“相位光栅”,当光通过该介质时会发生衍射或散射现象。
2.作用原理
- 弹性应变与折射率变化:超声波传播时,介质的局部压缩和伸长产生弹性应变,折射率随之周期性变化,形成类似光栅的结构。
- 两种衍射模式:
- 拉曼-纳斯衍射:适用于低频声波和较薄介质,光波通过时发生多级衍射,类似传统光栅效应。
- 布拉格衍射:高频声波与较厚介质作用时,光仅在特定角度发生强衍射,需满足布拉格条件(入射角等于反射角)。
3.应用领域
声光效应在多个技术领域有重要应用:
- 光信号处理:如光调制器、光偏转器,用于激光控制和通信系统。
- 集成光通讯:通过声光器件实现光波导中的信号调控。
- 材料分析:利用声光衍射测量材料弹性参数或检测内部结构。
4.与其他效应的区别
- 与光电效应对比:声光效应是声波与光波的相互作用(机械波影响光传播),而光电效应是光子与物质作用产生电流(光能转化为电能)。
扩展说明
声光效应的研究始于19世纪,早期科学家通过观察声波与光波的波动特性推测其关联性,现代技术则将其发展为精密调控光波的关键手段。实际应用中需根据声波频率和介质特性选择合适的作用模式(如布拉格或拉曼-纳斯衍射)。
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