更新时间：2022-06-01 13:30
声光调制技术是利用机械波和电磁波（光）相互作用原理，使激光光束被调制，通过控制以达到开关调制或强度调制的目的。 机械波在介质中传播时,使介质产生弹性形变，引起介质的密度呈疏密相间的交替分布，因此，介质的折射率也随之发生相应的周期性变化，这如同一个光学“相位光栅”（phase grating），光栅常数等于机械波波长λ当光波通过此介质时，会产生光的衍射，衍射光的强度、频率、方向等都随波场的变化而变化。
介质光学性质的变化，不仅可以通过外加电场的作用来实现，外力的作用也能引起折射率的改变。这种由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象称为光弹效应。机械波是一种弹性波（纵向应力波），在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而介质中各质点沿机械波传播方向，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化，使得介质的折射率也发生相应的周期性变化。由于机械波的作用而引起介质光学性质变化的现象，是光弹效应的一种。进一步研究表明，波场所引起的介质折射率在波矢方向上的周期性变化，实际上等效于一个光学的“相位光栅”，该光栅间距（光栅常数）等于机械波波长λ。当光波通过这种光栅时，相对于入射光而言，衍射光的强度、频率、方向等随着波场的变化而变化。
机械波在介质中传播分为行波和驻波两种形式。如右图所示为某一瞬间行波的情况，其中深色部分表示介质受到压缩，密度增大，相应的折射率也增大，而浅色部分表示介质密度减小，相应的折射率也减小。在行波场的作用下，介质折射率的增大或减小交替变化，并以机械波速vs（一般为103m/s量级）向前推进。由于机械波速仅为光速的数十万分之一，所以对光波来说，运动的“机械波光栅”可看作是静止的。
设机械波的角频率为ωs，波矢ks=2π/λs，则沿x方向传播的机械波行波方程为
式中：a（x，t）为介质质点的瞬时位移；A为质点位移的振幅。可近似地认为，介质折射率的变化正比于介质质点沿x方向位移的变化率，即
则机械波为行波时的介质折射率为
式中：S为机械波引起介质产生的应变；P为材料的弹光系数。
机械波驻波是由波长、振幅和相位相同，传播方向相反的两束机械波叠加而成，如右图所示，机械波驻波方程为
上式表明：机械波驻波的振幅在x轴上各点是周期性变化的，而相位在各点均不同，不随空间位置而变化。在x=2nλs/4（n=0，1，2…）各点上驻波的振幅极大（等于2A），这些点称为波腹，波腹间的距离为λs/2。在x=（2n+1）λs/4的各点上，驻波的振幅为0，这些点称为波节，波节之间的距离也是λs/2。由于机械波驻波的波腹和波节在介质中的位置时固定的，因此形成的光栅在空间上也是固定的。机械波驻波形成的折射率变化为
机械波在一个周期内，介质两次出现疏密层，且在波节处密度保持不变，因而折射率每隔半个周期（Ts/2）就在波腹处变化一次，由极大（或极小）变为极小（或极大）。在两次变化的某一瞬间介质各部分的折射率相同，相当于一个没有机械波场作用的均匀介质。若机械波场频率为fs，那么光栅出现和消失的次数则为2fs，因此光波通过该介质后所得到的调制光的调制频率为机械波频率的2倍。
无论是机械波行波还是机械波驻波，介质折射率分布的特点都是疏密相同的。但机械波行波所形成最大周期值等于机械波波长λs，且在不断向前移动。机械波驻波所形成的波腹（或波节）之间的空间距离为λs/2，且位置时固定不动的，这种疏密相间的结构导致了折射率的起伏。如果光以与机械波传播方向有一定角度入射到介质上，在通过介质时就会与机械波发生相互作用，类似于光波通过光栅。
按照机械波波长的长短以及机械波和光波作用长度的不同，相互作用分为拉曼-奈斯（Raman-Nath）衍射和布拉格衍射两种类型。
1.拉曼-奈斯衍射当机械波波长较长，光波平行于机械波面入射（即垂直于波场传播方向），相互作用长度L较短时，由于机械波速比光速小得多，故介质可视为一个静止的平面相位光栅。而且机械波波长λ，比光波波长λ大得多，当光波平行通过介质时，几乎不通过机械波面，因此只受到相位调制。即通过光密部分的光波波阵面将延迟，而通过光疏部分的光波波阵面将超前，于是通过介质的平面波波阵面出现凹凸现象，变成一个折皱曲面，如右图所示。由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼一奈斯衍射。
2.布拉格衍射
当机械波波长较短，作用长度L较大，而且光束与机械波波面间以一定的角度斜入射时光波在介质中要穿过多个机械波面，入射光在波柱中不再沿直线传播，这时入射光既要受到相位调制，又要受到振幅调制，这样机械波介质具有“体光栅”的特性。当入射光与机械波面间夹角满足一定条件时，介质内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，仅出现0级和1级（或-1级，视入射光的方向而定）衍射光，即产生布拉格衍射，如右图所示。因此，利用布拉格衍射效应制成的器件可以获得较高的效率。判别拉曼-奈斯衍射与布拉格衍射的经验公式为:机械波束的宽度以L0≈nλs2/4λ0为界，当L
当激光光束进入调制器后，如果入射角满足布拉格衍射条件，即入角等于布拉格角时，通过调制器后的激光束将产生一级光衍射。但这里有一个前提，此必须在换能器上加入超高频电压，使介质内产生机械波，否则衍射是不存在的，当然也不存在一级光了。因此，可利用换能器上机械波电压来控制一级衍射光。这样就可以实电一光的转换，即由调制器的开关进行调制。这种转换与激光技术相结合，可以用于各种测试、控制、输出设备及仪器中。
利用调制可以实现超快超准的激光打印，利用高频驱动电路可以产生高频电振荡，通过换能器形成机械波，通过快速控制波实现器件调制激光束的目的。改变高频电振荡的频率，机械波的波长也随之变化。光打印机中，高频正弦波信号发生器分别产生9个不同频率的高频电振荡送到相加电路，经过功率放大后，加到换能器使器件内形成光栅，从而使一束入射光衍射为9束光，大大加快了信号的传输速率。如右图所示，经调制后的9束衍射光，由转动的多棱镜反射到转动的感光鼓上，完成曝光过程;对于扫描时的误差，则由光传导棒进行监测修正。其原理是:器件出来零级光经过转动多棱镜沿光传导棒扫描，光传导棒上刻有与字符间距相应的刻线，当零级光照射到刻线时，光束在刻痕处产生散射，由于光传导效应，散射光将被送到棒的两端，照射光件。当零级光照射在无刻线处时，光线透过棒，棒内无散射光，此时棒的两端无光，光电元件不受光照。通过这种光电元件受光作用所产生的信号作为同步信号，用来控制高频正弦信号发生器的起停，从而保证纵向间距一致，消除各种因素引起的误差。
空军飞行员通常需要及时分析射到飞机上的雷达信号，以判断飞机是否被敌方地面站或空-空导弹跟踪，从而采取相应措施。雷达波谱分析器是一种军事上的新式探测器，调制技术在这种探测器上有着广泛的应用。
雷达波谱分析器可以用来分析雷达信号，如右图是该分析器的构造，光源用632.8nm的He-Ne激光器或830m的 GaAlAs半导体激光器，探测器可用硅光二极管列阵，或电荷耦合器件（CCD），光在波导中传播，并采用聚光光波导进行光聚焦（也可以采用离子注入法逐层注不同剂量的离子，以产生厚度相等、折射率具有特定分布的透镜来制作会聚透镜）。从半导体激光器发出的光，经过两个光学透镜准直之后，通过调制器。外来的雷达信号f0与本机振荡号f经混频、放大后，驱动调制器，产生机械波。当外来雷达信号f0变化时，机械波波长入也变化，由sinθ=λ/2λs可知，衍射光的角度也将变化。结果，经第三个集成光学透镜聚焦的光，会聚到二极管阵列的不同元件上，如果有几个雷达信号同时射入，则将有几个二极管同时接收到号，阵列上的每一个元件代表不同的频率，由二极管列阵所获得的信号很容易识别敌方雷达信号。这种雷达波谱分析器构造简单，只需要几个光学元件及常规电路。