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声光调制实验一.实验目的1.理解声光作用和声光调制器的基本原理.2.掌握及调制出布拉格衍射.3.观察交流信号及音频信号调制特性.二.实验仪器可调半导体激光、声光晶体盒、声光调制电源及滑座和旋转平台.三.实验原理1.声光互作用声光互作用效应是当超声波传到声光介质内，声光介质发生形变，导致介质的光学性能产生改变，即介质的折射率发生变化的现象。
在超声波的作用下，声光介质的光学折射率发生空间周期性的变化，相当于介质内形成了一个折射率光栅，当激光通过介质是发生衍射。
声光衍射使光波在通过介质后的光学特性发生改变，即光波的传播方向，强度，相位，频率发生了改变。
2.声光器件的基本原理声光调制的工作原理：声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波的一种物理过程。
调制信号是以信号( 调辐) 形式作用于电- 声换能器上，电- 声换能器将相应的电信号转化为变化的超声场，当光波通声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。
分拉曼—纳斯型声光调制器和布拉格声光调制器。
拉曼—纳斯型声光调制器特点：工作声源频率低于 10MHz只限于低频工作，带宽较小。
布拉格声光调制器特点：衍射效率高，调制带宽较宽。
其中调制带宽是声光调制器的一个重要参量，它是衡量能否无畸变地传输信息的一个重要指标，它受布拉格带宽的限制。
对于给定入射角和波长的光波，只有一个确定的频率和波矢的声波才能满足布拉格条件。
当采用有限的发散光束和声波场时，波束的有限角将会扩展，因此，在一个有限的声频范围内才能产生布拉格衍射。
3.拉曼—纳斯衍射和布拉格衍射（1）布拉格衍射当声波频率较高，声波作用长度较大，而且光束与声波波面间以一定的角斜入射时，光波在介质中要穿过多个声波面，故介质具有“体光栅”的性质。
当入射光与声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，只出现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。
GCS-DSTZ声光调制实验
声光调制实验
用途：
声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。
声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。
利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器、和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要的应用。
基本原理：
当压电换能器产生的超声波信号在介质中传播时，会在介质中产生周期性应变场，使介质的光学参数（例如折射率）产生周期性的变化，形成体光栅。
当激光束以布拉格角度通过光栅时，衍射光能量相对集中于一级衍射波中，称为布拉格衍射。
当外加文字、图像或其它信号输入换能器驱动电源的调制接口端时，衍射光光强将随此信号变化，从而达到控制激光输出特性的目的。
当声－光作用距
离较短时，形成多级衍射光，称拉曼－纳斯衍射。
实验目的：
(1)了解声光效应的原理。
(2)了解拉曼－纳斯衍射和布拉格衍射的实验条件和特点。
(3)测量声光偏转和声光调制曲线。
(4)完成模拟通信实验仪器的安装及调试。
知识点：
声光效应、布拉格衍射、体光栅、拉曼－纳斯衍射、声光调制。
原理示意图：
技术指标
主要配置。
声光效应的研究班级：应物21班姓名：许达学号：2120903018光通过某一受到超声波扰动的介质时，会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。
利用声光效应可以制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和谐调滤光器等。
声光效应还可用于控制激光束的频率、方向和强度等方面。
在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要的应用。
一、实验目的1．了解声光效应的原理；2．测量声光器件的衍射效率和带宽及对光偏转的研究；3．利用声光效应测量声波在介质中的传播速度。
二、实验仪器He-Ne激光电源，声光器件，CCD光强分布测量仪，高频功率信号源，示波器，频率计。
三、实验原理当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变，这种应变在时间上和空间上是周期性的变化，并且导致介质的折射率也发生相应的变化。
当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。
有超声波传播的介质如同一个相位光栅。
光被弹性声波衍射有二种类型，当超声波频率较高时，产生布拉格（Bragg ）型衍射；当超声波频率较低时，产生喇曼―奈斯（Raman-Nath ）型衍射。
Bragg 衍射相当于体光栅情况，而Raman-Nath 衍射相当于薄光栅情况。
两种光栅情况如图1所示。
由于光波速度远大于声波速度约105倍，所以在光波通过介质的时间内，介质在空间上的周期变化可看成是固定的。
对于Bragg 衍射，当声光的距离满足λλ22s L >，而且入射光束相对于超声波波面以θ角斜入射时，入射光满足Bragg 条件)1(sin 2ns λθλ=式中λ为光波的波长，s λ为声波的波长，固体介质的折射率为n 。
Bragg 衍射只存在1级的衍射光。
当声波为声行波时，只有+1级或-1级衍射光,如图2所示。
当声波为声驻波时，±1级衍射光同时存在，而且衍射效率极高。
只要超声功率足够高，Bragg 衍射效率可达到100%。
所以实用的声光器件一般都采用Bragg 衍射。
【实验名称】 声光效应与声光调制综合实验利用声光效应实现光辐射的调制在光通信、光信息处理、光测量与控制、激光调Q 和锁模等方面有着重要的应用，【实验目的】1.了解声光相互作用的原理和实质2.掌握喇曼－奈斯和布拉格衍射的基本原理和工作特性3.利用喇曼－奈斯衍射测量声波波长和通过测量各阶衍射强度验证理论的正确性4.5.掌握利用声光调制器传送信号的基本方法【实验原理】1. 弹光效应与弹光系数声光效应指声波对光的衍射现象。
若有一超声波通过某种均匀介质，介质材料在外力作用下发生形变，分子间因相互作用力发生改变而产生相对位移，将引起介质内部密度的起伏或周期变化，密度大的地方折射率大，密度小的地方折射率小，即介质折射率发生周期性改变。
这种由于外力作用而引起介质折射率变化的现象称为弹光效应。
当光波横向通过介质时，介质对光的作用相当于一个衍射光栅，光栅条纹的间隔等于超声波的波长，它将使光束发生偏转，这种在声波场作用下产生的对光波场的调制现象则称为声光效应。
由物理光学，因弹性应变作用导致折射率的改变量是KL ijkl ij S p n =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆21 （1）相应的折射率椭球方程11122=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+j i ij ij x x n n （2）其中KL S 是应变张量矩阵元，[]ijkl p 是四阶张量应变弹光系数张量。
KL S 的具体形式是()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂=k l l K KL x x S γμγμ21 （3）式中()γμ K 表示位臵矢量γ处的某点相对平衡位臵的偏移在k 方向上的投影。
由于弹光效应也是一种二次非线性电极化过程，于是由KL ijkl jj ii ijij S p n =∆-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆εεε21 （4a ） 得到 KL ijkl jj ii ij S p εεε-=∆ （4b ） 因此，在光电场()ωj E 同时存在的情况下，由应变引起的电极化改变量为()()ωεεεωεjKL ijkl jjii jij i ES p EP --=∆=∆0（5）此式给出了电极化场与光电场和应变场之间的关系，明确表示出弹光效应是一种非线性效应，其实质就是两个不同频率光波和一个声波相互作用的过程。
竭诚为您提供优质文档/双击可除晶体声光调制实验报告篇一：实验十三晶体声光效应与声光调制实验实验十三晶体声光效应与声光调制实验当光波通过受到超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象被称为声光效应，它是光波与介质中声波相互作用的结果。
声光效应可以用于控制激光束的频率、方向和强度，利用声光效应制成的各种声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信息处理和集成光通信技术等方面有着重要的应用。
一、实验目的1.掌握声光效应的原理和实验规律；2.观察喇曼-奈斯（Ranman—nath）衍射的实验条件和特点；3.利用声光效应测量声波在介质中的传播速度；4.测量声光器件的衍射效率和带宽；5.了解声光效应在新技术中的应用；二、实验原理当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性变化，并且导致介质的折射率也发生相应的变化。
当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。
有超声波传播的介质如同一个相位光栅。
根据超声波频率的高低或声光相互作用长度的长短，可以将光与弹性声波作用产生的衍射分为两种类型，即喇曼—奈斯型衍射和布拉格型衍射。
1.喇曼－奈斯衍射当超声波频率较低、声光相互作用距离较小时，即?2l?s20平面光波沿z轴入射，就相当于通过一个相位光栅，将产生喇曼－奈斯衍射，如图2所示。
根据相关理论可以证明以下结论：（1）各级衍射角θ满足下列关系：sin??m??0（1）s其中，λ0为入射激光波长，λs为超声波波长，m=0，±1，±2，±3，?。
（2）各级衍射光强与入射光强之比为：Im2?Jm(?)（2）I入其中，Jm(?)为m阶贝塞尔函数，??光强是对称分布的。
（3）各级衍射光的频率由于产生了多普勒频移而各不相同，各级衍射光的频率为2??022(?)?J??)，所以零级极值两侧的?L。
因为Jmm(?0?m?s。
2．布拉格衍射当超声波频率较高，声光相互作用距离较大，满足l?2?2s?并且光束与声波波面间保持一定的角度入射时，将产生布拉格衍射。
中山大学实验人：yxy 日期：2012.11.5 & 11.12 一．【实验目的】1．理解声光效应的原理，了解Ramam －Nath 衍射和Bragg 衍射的分别。
2．测量声光器件的衍射效率和带宽等参数，加深对概念的理解。
3．测量声光偏转的声光调制曲线。
4．模拟激光通讯。
二．【实验原理】（一）声光效应的物理本质——光弹效应介质的光学性质通常用折射率椭球方程描述1ij j j x y η=Pockels 效应：介质中存在声场，介质内部就受到应力，发生声应变，从而引起介质光学性质发生变化，这种变化反映在介质光折射率的或者折射率椭球方程系数的变化上。
在一级近似下，有ij ijkl klP S η∆=各向同性介质中声纵波的情况，折射率n 和光弹系数P 都可以看作常量，得21()PS nη∆=∆= 其中应变0sin()S S kx t =-Ω表示在x 方向传播的声应变波，S 0是应变的幅值，/s k v =Ω是介质中的声波数，2f πΩ=为角频率，v s 为介质中声速，/s v f Λ=为声波长。
P 表示单位应变所应起的2(1/)n 的变化，为光弹系数。
又得301sin()sin()2n n PS kx t kx t μ∆=-Ω=-Ω ()sin()n x n n n kx t μ=+∆=+-Ω其中3012n PS μ=是“声致折射率变化”的幅值。
考虑如图1的情况，压电换能器将驱动信号U(t)转换成声信号，入射平面波与声波在介质中（共面）相遇，当光通过线度为l 的声光互作用介质时，其相位改变为：000()()sin()x n x k l k l kx t φφμ∆==∆+-Ω其中002/k πλ=为真空中光波数，0λ是真空中的光波长，00nk l ∆Φ=为光通过不存在超声波的介质后的位相滞后，项()0sin k l kx t μ-Ω为由于介质中存在超声波而引起的光的附加位相延迟。
它在x 方向周期性的变化，犹如光栅一般，故称为位相光栅。
声光效应实验实验报告一、实验目的1、了解声光效应的基本原理。
2、测量声光偏转的特性曲线。
3、观察声光调制现象。
二、实验原理当超声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变，从而导致介质的折射率发生周期性变化，形成超声光栅。
当一束光通过超声光栅时，会发生衍射现象，这就是声光效应。
根据声光相互作用的长度 L 和超声波长λs 的大小关系，可以将声光效应分为喇曼纳斯衍射和布拉格衍射两种类型。
在喇曼纳斯衍射中，L 较小，光波通过超声场时，其位相受到周期性的调制，衍射光的强度分布类似于普通光栅的衍射。
在布拉格衍射中，L 较大，且声光相互作用较强，此时入射光只在特定的方向上发生衍射，具有较高的衍射效率。
三、实验仪器1、声光效应实验仪2、半导体激光器3、光电探测器4、示波器5、频率计四、实验步骤1、仪器连接将半导体激光器、声光器件、光电探测器等按照实验仪器的说明书进行连接。
确保各仪器之间的连接稳定可靠，避免接触不良。
2、光路调整打开激光器，调整光路，使激光束垂直入射到声光器件的表面。
通过微调装置，使衍射光能够准确地照射到光电探测器上。
3、观察衍射现象开启超声信号源，逐渐增加超声功率，观察衍射光斑的变化。
注意区分喇曼纳斯衍射和布拉格衍射的特征。
4、测量偏转特性固定入射光的波长和超声功率，改变超声频率，测量衍射光的偏转角。
记录不同频率下的偏转角数据。
5、观察调制现象将示波器接入光电探测器的输出端，观察调制信号的波形。
改变调制信号的频率和幅度，观察波形的变化。
五、实验数据与处理1、偏转特性测量记录了不同超声频率下衍射光的偏转角，如下表所示：｜超声频率（MHz）｜偏转角（度）｜｜：：｜：：｜｜ 10 ｜ 52 ｜｜ 15 ｜ 78 ｜｜ 20 ｜ 105 ｜｜ 25 ｜ 131 ｜｜ 30 ｜ 158 ｜根据数据绘制超声频率与偏转角的关系曲线，通过曲线可以看出，偏转角随着超声频率的增加而增大，呈现出一定的线性关系。
2、调制现象观察观察到调制信号的频率和幅度变化时，示波器上的波形相应地发生改变。
实验3 声光效应实验数据处理
2.声光偏转
①测量衍射光相对于入射光的偏转角φ与超声波频率f s的关系，即声光偏转关
根据公式
CCD
arctan
CCD CCD
φ
⨯
=
⨯
波峰在示波器的距离实际宽度
在示波器上的距离介质与的距离
可以算出偏
转角φ角的大小
s
f——φ曲线如下：
曲线拟合得：5482 5.332s f ϕ=+ 根据原理可得31.4910m/s s v =⨯
②在实验中我们固定功率为1W ，测量出的中心频率约为87.169MHz ，表中的强
由1级与0级衍射光的相对强度与超声波频率的关系曲线可确定中心频率为
089.75f MHz =，带宽为2(99.2389.75)18.96s f MHz ∇=-=
3.声光调制
在实验过程中测量的中心频率为87.169MHz ，因此在实验中将超声波频率调至
由曲线可知，1级衍射光的强度与超声波的功率也大致成线性关系
关系曲线为10.4 2.5S d P I =-。
【实验名称】 声光效应与声光调制综合实验利用声光效应实现光辐射的调制在光通信、光信息处理、光测量与控制、激光调Q 和锁模等方面有着重要的应用，【实验目的】1.了解声光相互作用的原理和实质2.掌握喇曼－奈斯和布拉格衍射的基本原理和工作特性3.利用喇曼－奈斯衍射测量声波波长和通过测量各阶衍射强度验证理论的正确性4.5.掌握利用声光调制器传送信号的基本方法【实验原理】1. 弹光效应与弹光系数声光效应指声波对光的衍射现象。
若有一超声波通过某种均匀介质，介质材料在外力作用下发生形变，分子间因相互作用力发生改变而产生相对位移，将引起介质内部密度的起伏或周期变化，密度大的地方折射率大，密度小的地方折射率小，即介质折射率发生周期性改变。
这种由于外力作用而引起介质折射率变化的现象称为弹光效应。
当光波横向通过介质时，介质对光的作用相当于一个衍射光栅，光栅条纹的间隔等于超声波的波长，它将使光束发生偏转，这种在声波场作用下产生的对光波场的调制现象则称为声光效应。
由物理光学，因弹性应变作用导致折射率的改变量是KL ijkl ij S p n =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆21 （1）相应的折射率椭球方程11122=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+j i ij ij x x n n （2）其中KL S 是应变张量矩阵元，[]ijkl p 是四阶张量应变弹光系数张量。
KL S 的具体形式是()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂=k l l K KL x x S γμγμ21 （3）式中()γμ K 表示位臵矢量γ处的某点相对平衡位臵的偏移在k 方向上的投影。
由于弹光效应也是一种二次非线性电极化过程，于是由KL ijkl jj ii ijij S p n =∆-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆εεε21 （4a ） 得到 KL ijkl jj ii ij S p εεε-=∆ （4b ） 因此，在光电场()ωj E 同时存在的情况下，由应变引起的电极化改变量为()()ωεεεωεjKL ijkl jjii jij i ES p EP --=∆=∆0（5）此式给出了电极化场与光电场和应变场之间的关系，明确表示出弹光效应是一种非线性效应，其实质就是两个不同频率光波和一个声波相互作用的过程。
一般情况下，[]KLS 和⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆21ij n 均是对称二阶张量，因此应变KL S 和弹光系数ijkl p 可做下标简化，分别改写为n S 和mn p 。
于是可将（1）式写成如下矩阵形式⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆∆∆∆∆∆654321666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211262524232221111111S S S S S S p p p p p p p p p p p pp p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p n n n n n n （6） 上式弹光系数张量中在对称性的限制下，实际的独立元素数目会有所减少。
2.声光相互作用当声波通过介质传播时，介质就会产生和声波信号相应的、随时间和空间周期性变化的弹性形变，导致介质折射率的周期性变化。
这部分受扰动的介质等效为一个“相位光栅”，其光栅常数就是声波波长S λ，这种光栅称为超声光栅。
声波在介质中传播时，有行波和驻波两种形式。
特点是：行波场形成的超生光栅的栅面在空间时移动的，而驻波场形成的超生光栅栅面是驻立不动的。
首先考虑行波的情况，设平面纵声波在介质中沿x 方向传播，声波扰动介质中的质点位移可写成()x k t u u s s -=ωc o s01 （7） 0u 是质点振动的振幅，s ω是声波频率，s k 是声波波矢量的模。
相应的应变场是()x k t k u xu S s s s -=∂∂-=ωsin 01 (8)对各向同性介质，折射率分布为()()x k t n n t x n s s -∆+=ωs i n, (9) 声行波在某一瞬时对介质的作用情况如图1所示。
图中密集区（黑）表示介质受的压缩，密度增大，相应的折射率也增大;稀疏区（白）表示介质密度变小，折射率减小。
介质折射率n 增大或减小呈现交替变化，变化的周期是声波周期，同时又以声速sss k v ω=向前传播。
图1声行波形成的超声光栅对于驻波的情况，考虑两个相向传播的同频声行波的叠加，质点位移可以写成)s i n ()c o s (201t x k u u s s ω= (10)而介质折射率为())s i n ()s i n (,t x kn n t x n s s ω∆+= (11) 因驻波效应(11)式中的n ∆应是(9)式的2倍。
图2给出了生驻波情况下介质折射率的变化情况，其中在4s T t +和43s T t +图中的曲线表示左、右行波。
从图中可见，声波在一个周期s T 之内，介质呈现两层疏密层结构，在波节处介质密度保持不变，因而在波腹处折射率每隔半个周期2/s T 就变化一次。
这样，作为超声光栅，它将交替出现和消失，其交替变化的频率为原驻波周期的二倍，即s ω2。
图2. 声驻波形成的超声光栅下面我们从量子角度分析声波场与光波场间的相互作用。
当一束单色光通过因弹光效应导致折射率发生周期性变化的介质时，光波要受到声波的调制。
从波粒二象性角度看，可以把波矢为s k 、频率为s ω的声波看成是动量为s k、能量为s ω 的声子流；而将波矢为k ，频率为ω的光波看成是动量为k,能量为ω 的光子流。
声光的相互作用可认为是声子与光子单个碰撞的综合效应。
一个入射光子同一个声子碰撞，产生一个衍射光子，导致入射光和声子的湮灭。
在这个碰撞中，要求满足动量守恒和能量守恒，所以衍射光子的动量和能量必定要分别等于入射光子和声子的动量总和和能量总和。
于是有⎭⎬⎫±=±=s s k k k ωωω''（12） 取正号时，对应一个能量为ω ,动量为k 的入射光子和一个能量为s ω ,动量为s k的声子的湮灭，同时产生一个能量为'ω ,动量为'k 的衍射光子。
取负号时,正好反之。
按超声波频率的高低和声光作用的超声场长度的大小，声光衍射现象可分为两类，即喇曼－奈斯衍射（Ram-Nath ）和布拉格（Bragg ）衍射。
为了量化区分，引入物理量2/2S L Q λλπ=，这里λ是入射波长，s λ是声波波长，L 是声光相互作用的长度。
当Q <<1时，声波波长s λ较大，L 较小，属于喇曼-奈斯衍射，工程上一般在Q ≤0.3时，可以观测到喇曼-奈斯声光衍射；Q >>1时，声波波长s λ较小，L 较大,属于布拉格衍射，工程上一般在Q ≥4π时可以观测到布拉格声光衍射；当π43.0<<Q 时，衍射较复杂，声光器件无法工作。
3.喇曼—奈斯衍射若声波频率较低，因声波比光速小的多，在声波通过介质的时间内，折射率的变化忽略不计；另外，声波束宽度较窄，即声光介质的通光厚度很薄如同平面。
因此，此时的声光介质可看成相对静止的“平面位相光栅”。
通过介质光密部分的光波波面将滞后，而通过光疏部分光波波面将超前，于是平面光波垂直于声波场方向入射并通过声光介质后，出射光波的波面将变成曲面。
由惠更斯-非捏尔衍射理论，出射波面上各个波元发出的次级波相互干涉，在空间形成相对的入射方向对称分布的多级衍射条纹，这种正入射于薄片式平面光栅后所产生的多级衍射现象就是喇曼-奈斯衍射典型的特征，如图3所示。
图3. 平面位相光栅产生的喇曼－奈斯衍射理论分析表明，喇曼－奈斯多级衍射光场的振动是一系列辛格函数叠加（详见【附录】）。
因此，只有下式条件成立ss m mk k mλλθ==s i n （13）时，衍射光场才会有极值，那些不满足这一条件的成分迅速为零，对远场的光振动几乎没有贡献。
这说明，光波通过声光介质后，远场光波分裂成一组衍射波场，他们分别对应于由（13）式决定的衍射角m θ（m 级衍射光与入射光方向的夹角）。
各级衍射光的强度由下式决定)(2φ∆∝m m J I （14）其中)(φ∆m J 为m 阶贝塞尔函数，n kL ∆=∆φ是声波场感应相位延迟。
因)()(22φφ∆=∆-m m J J ，故零级衍射两侧的同级次衍射光强度相等。
这种各级衍射光强的对称分布是喇曼-奈斯衍射的主要特征之一，而且∑∞==+1012m m I I （15）说明声光衍射过程中，总衍射光功率保持守恒。
对于频率为ω的单色光入射，衍射光将出现在（13）式决定的一系列方向上。
各级衍射场具有的形式为])(e x p [)(t m i J s m ωωφ+∆ （16）这说明第m 级衍射光产生一个大小为s ω的频移，根据（14）式和（16）式讨论的结果，图4给出了各个衍射光相应的空域和频域分布。
不难看出，衍射光波空间分布和频谱分布具有一一对应关系。
（a ）各阶衍射光的空间分布 （b ）各阶衍射光的频率分布图4. 各级喇曼－奈斯衍射光的空域和频域分布根据贝塞尔函数的性质和（15）式的结论知,当参数φ∆变大时，零级光将功率向各级光馈送；反之，当φ∆变小时，各级衍射光又将功率返回给零级。
当φ∆一定时，各级衍射光的功率不同，它们之间的强度比是)()(22''φφ∆∆=mm mm J J I I （17）现在进一步分析产生喇曼-奈斯多级衍射的条件。
由于介质条纹的周期就是声波波长，可设声光介质的光密层和光疏层按厚度2/s λ交替改变，如图5所示。
图5. 喇曼－奈斯衍射条件的建立设α是'AA 与入射光方向的夹角，由图5可以看出，介质宽度αλtg L s 2/0=。
由介质缝隙AB形成的衍射光在AC =n 0λλ=(C 是BC 与'AA 的交点)时达到极小值。
在ABC ∆内，有αλλαcos 2sntg =。
只要声波束宽度L 满足如下关系时即可形成喇曼－奈斯衍射22044c o s 2/λλλαλαλss s n n tg L L ≈==< （18）式中0λ为入射光的真空波长，n 为声光介质的折射率，此式就是喇曼－奈斯衍射条件。
4．布喇格声光衍射如果声波频率较高，且声光作用长度较大，使（18）式的条件不再成立，此时的声扰动介质也不再等效于平面位相光栅，而形成了立体位相光栅。
这时，相对声波方向以一定角度入射的光波，其衍射光在介质内相互干涉，使高级衍射光相互抵消，只出现0级和±1级的衍射光，这就是布喇格声光衍射，如图6所示，这种衍射形式效率较高，有利于制成各种实用器件。
图6. 声光布拉格衍射（1）布喇格衍射条件在布喇格衍射条件下，可以采用类似于晶体对x光衍射的方法进行处理，即把声波造成介质折射率的周期变化看成是一系列等间距放臵的反射镜面，间距为声波波长λ，而且这s些镜面是以声速v运动。
