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　　本书的特点是将体声波和表面声波与光波的相互作用归纳为单频和多频，单通道和多通道，一维和多维的声光相互作用的体系。与单一声波声光相互作用相比，多频率，多通道，多方向的声波与光波发生多次相互作用，产生多种线性和非线性效应，增加了理论分析和器件设计制作的难度，但是可极大增强声光信号并行和互联处理能力。目前尚未见相关内容的综合研究报道，本书以此视角分析相关理论和研制相应的声光器件，并进行实验验证，同时介绍国际相关研究内容，对于声光学进展和声光器件的多功能开发应用具有实用价值。

　　内容简介

　　《声光信号处理：理论和应用/变革性光科学与技术丛书》阐述体声波和表面声波与光波相互作用的耦合模理论，以及主要的体波和表面波声光器件的工作机理。论述和分析多频、多维、多通道和全光纤声光相互作用的原理和相关器件的设计及应用，阐述和介绍频域和时域的主要声光信号处理系统的理论和技术，最后介绍声光信号处理在现代科学技术中的应用和发展前景。

　　《声光信号处理：理论和应用/变革性光科学与技术丛书》可作为高等院校光电子学、光学和光学工程、激光技术、光通信技术、物理电子学、电子信息科学的教师、研究生和本科生的参考书，也可供相关领域的科技工作者参考。

　　作者简介

　　赵啟大,南开大学现代光学研究所教授、博士生导师，曾任北京工业大学应用物理系主任、教授、博士生导师。曾为美国布法罗纽约州立大学访问学者和香港浸会大学客座研究员。

　　目录

　　第1章 声光相互作用概论

　　1.1 体波声光相互作用概述

　　1.2 表面波声光相互作用及全光纤声光调制概述

　　1.3 声和光的基本方程与声光相互作用简介

　　1.3.1 声波的本征模和基本方程

　　1.3.2 光的本征模和基本方程

　　1.3.3 声光相互作用简介

　　参考文献

　　第2章 体波声光相互作用理论和器件

　　2.1 声光耦合波方程

　　2.2 声光耦合波方程的解，声光相互作用的衍射效率

　　2.2.1 正常声光衍射的衍射效率

　　2.2.2 反常布拉格衍射的衍射效率

　　2.3 布拉格衍射的几何关系

　　2.3.1 正常布拉格衍射的几何关系，布拉格方程

　　2.3.2 反常布拉格衍射的几何关系，狄克逊方程

　　2.4 基本声光器件的工作原理

　　2.4.1 声光偏转器

　　2.4.2 声光调制器

　　2.4.3 声光可调谐滤波器

　　2.5 声光材料和换能器技术

　　2.5.1 声光材料

　　2.5.2 换能器材料

　　2.5.3 换能器的键合技术

　　2.5.4 换能器的梅森等效电路

　　参考文献

　　第3章 表面声波和表面波声光相互作用

　　3.1 表面声波概述

　　3.2 平板光波导中导光波的特性

　　3.3 表面声波的基本方程和特性

　　3.3.1 各向同性介质中的表面声波特性

　　3.3.2 各向异性介质中的表面声波特性

　　3.3.3 压电材料中表面声波特性

　　3.4 表面波声光相互作用耦合波方程

　　3.5 又指换能器及其频率响应特性

　　3.6 表面波声光器件和可调谐声光滤波器的原理和结构

　　3.7 全光纤声光相互作用

　　参考文献

　　……

　　第4章 新型体波和表面波声光相互作用理论及器件

　　第5章 声光信号处理的理论

　　第6章 声光信号处理的应用

　　索引

　　前言/序言

　　声光信号处理是研究声波和光波在介质中的相互作用及其在信号处理领域的应用的一门学科。声光相互作用可以分为体声波和表面声波与光波的相互作用。体波声光相互作用早在20世纪30年代就已经开始研究，但是直到20世纪60年代激光出现，声光学理论和器件才得以迅速发展。到20世纪70年代研制出表面波声光器件，由于其具有频率高、体积小、驱动功率小、易于集成等优点，表面波声光相互作用的理论与器件得到迅速发展。随着光纤技术和光通信技术的高速发展，近年来全光纤声光相互作用理论和器件受到高度重视，这种器件可以把超声波引入光纤，与光纤中的导光波相互作用，实现对光波的信号处理。声光器件已经广泛应用于激光技术、光通信、传感、检测、光计算、雷达、电子对抗、广播电视等民用和军事领域。

　　声光学涉及声学、非线性光学、激光、集成光学、固体物理、晶体材料、电子学和微波等多学科，它的跨学科性质和日益广泛的应用使得声光信号处理领域具有广阔的发展空间。声光学的研究和发展主要体现在体声波和表面声波与光波相互作用的理论、压电换能器的原理和结构、声光材料的开发和对于器件性能的影响，以及声光器件的结构和研制工艺等方面。由于超声波的速度低、波长短，从甚高频到低微波频率范围都可以应用，并且声光器件带宽大、效率高、可靠性和兼容性好，具有强大的并行和互联处理能力，使得声光器件具有独特的功能，采用其他技术实现这些功能将会非常困难或烦琐，声光信号处理具有重要的学术意义和应用价值。

　　本书主要阐述声波和光波在介质中的相互作用及其在信号处理方面的应用。在声光学发展进程中，已经有相关书籍和很多期刊文献的研究报道，论述了声光相互作用的基本理论和相关的器件、实验及应用。本书的特点是将体声波和表面声波与光波的相互作用归纳为单频和多频，单通道和多通道，以及一维、二维和多维的声光相互作用的体系范畴。与通常的单一声波与光波的声光相互作用相比，这些更为复杂的声光相互作用和相应的声光器件涉及多组或者多次声波与光波相互作用，其过程会产生多种线性和非线性效应，相关理论研究和相应声光器件的设计研制对于声光学进展和声光器件的多功能开发应用具有重要意义。目前有关内容尚缺乏系统的综合研究报道，本书希望从此角度对相关研究进行一些有益的归纳整理。

　　本书前四章论述体声波和表面声波与光波相互作用的理论和器件及其应用，对于现有著作中业已详细介绍和论述的基本理论，本书仅做简要说明和叙述，重点分析和论述新颖的多频、多维、多通道声光相互作用及多通道全光纤表面波声光相互作用理论，以及相关声光器件的设计应用，介绍国际相关研究内容和作者所做的理论和实验工作。

　　本书后两章论述声光信号处理的主要理论，包括频域的声光光谱技术、相干探测以及时域的表面声波延迟线的空间积分、声光存储设备的信号处理、非相干的时间积分处理器和相干时间积分处理器等，阐述和讨论了声光信号处理在激光技术、传感、光计算、光通信和军事等领域的应用和发展前景。

　　本书第1～4章由赵放大撰写，第5～6章由苗银萍撰写。

　　作者感谢长期以来共同工作的同事及历届博士研究生和硕士研究生在科研工作中的合作。博士研究生赵路明和廖帮全做了很多相关的理论和实验工作，本书引用了多篇与他们共同发表的论文，在此一并致谢。作者非常感谢清华大学出版社编辑鲁永芳博士的指导帮助。

　　书中如有不妥之处，敬请批评指正。