
【化】 acousto-optical glass
make a sound; reputation; sound; tone; voice
【化】 sound
【醫】 phon-; phono-; sonus; sound
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
glass; putty
【化】 glass
【醫】 slass
聲光玻璃(Acousto-optic glass)是一種具有聲光效應的功能材料,能夠通過聲波與光波的相互作用實現光信號的調制、偏轉和頻率轉換。其核心原理基于聲波在介質中傳播時引發的周期性折射率變化(聲光效應),從而改變通過材料的光波特性。
從結構特性分析,聲光玻璃通常由重金屬氧化物(如TeO₂、PbO)或硫系化合物組成,具有高聲光優值(M₂)和低聲衰減系數。例如,二氧化碲(TeO₂)晶體因各向異性顯著,在可見光至近紅外波段(400-4500 nm)表現出優異的聲光性能,廣泛應用于激光調Q、光譜分析等領域。
在工業應用中,該材料主要作用于聲光調制器(AOM)和聲光可調諧濾波器(AOTF)。美國材料與試驗協會(ASTM)标準B542-15指出,優質聲光玻璃需滿足動态範圍>50dB、插入損耗<3dB等技術指标。中國科學院長春光學精密機械研究所的測試數據顯示,特定钼酸鹽玻璃在1064nm波長下的衍射效率可達85%以上。
材料發展方面,劍橋大學《自然·材料》期刊2023年研究指出,新型氟磷酸鹽聲光玻璃通過稀土離子摻雜,實現了0.35nm/pm的應變靈敏度提升,這項突破顯著增強了光纖傳感系統的檢測精度。
聲光玻璃是一種利用聲光效應實現光操控的特殊功能材料。其核心原理是通過聲波(機械振動)與光的相互作用,改變光的傳播特性。以下是詳細解析:
聲光效應是指當光通過含有超聲波的介質時,聲波會引起介質密度周期性變化,導緻光的衍射、反射、會聚或頻率移動現象。聲光玻璃正是基于這一效應,通過輸入超聲波調控光的路徑和特性。
優點 | 缺點 |
---|---|
大尺寸、形狀靈活 | 聲光優值較低 |
高光學均勻性 | 高頻下聲衰減較大 |
低成本、易加工 | 折射率上限受限 |
聲光玻璃在低頻光學控制領域具有不可替代性,尤其在需要大尺寸、低成本器件的場景中廣泛應用。如需更深入的成分或工藝細節,可參考相關專利文獻或專業材料數據庫。
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