应用案例

【概述】

2025年天津大学研究团队使用ATA-4051C高压功率放大器，搭建光学实验平台。实验内容包括理论推导声光偏转角度与耦合长度的关系、光学系统设计与偏振控制策略、以及通过数值模拟与实验对比单次与四次耦合下的偏转响应。

实验名称：四倍光路放大实验

研究方向：声光效应

实验内容：本实验旨在设计并验证一种基于探针光束偏转法的四倍声光耦合长度增强型声学探测系统（4/-PBD）。通过偏振复用与法拉第旋转镜的非互易特性，实现光束在声场中的四次顺序耦合，从而将有效耦合长度提升至传统单次耦合的四倍，增强对弱声压信号的探测灵敏度。

测试设备：ATA-4051C高压功率放大器，偏振分束器，换能器、位置敏感探测器等。

实验过程：

图1：实验测试系统图

图2：实验测试实物图

实验过程分为仿真与实测两部分。首先利用有限元分析模拟水下声压场分布，结合光线追迹算法计算声光偏转角度，验证频率与偏转幅值的线性关系。随后搭建光学实验平台，使用偏振分束器、波片与法拉第旋转镜构建四倍耦合光路。实验中，由安泰公司提供的功率放大器用于驱动水下声学换能器，确保了声波信号具有稳定且精确的幅值，为实验测量提供了可靠的声源。通过调节反射镜方向实现单次与四次耦合模式的切换，并使用位置敏感探测器记录光束偏转信号。实验采用633nm激光源，分别对脉冲与连续声波进行检测。

实验结果：

图3：实验结果

实验结果显示，四倍耦合系统在偏转角度上均表现出约为单次耦合4倍的增强效果（RMS比值在3.9至4.13之间），与理论预测一致。在不同频率（100–200kHz）下，偏转幅度与声频呈强线性关系（R²=0.9965）。系统灵敏度达到-180dBre1V/μPa，噪声等效压力为32mPa/√Hz，性能与商用水听器相当，且带宽上限更高。实验成功验证了4/-PBD系统在增强声光探测灵敏度方面的有效性，适用于高频弱声压信号的非接触测量。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、高电压与大功率输出——驱动水下换能器产生稳定强声场，保障四倍耦合效应验证

二、宽频带与高压摆率——精准匹配扫频区间，保障频率-偏转角度线性关系高精度拟合

三、低失真与高输出稳定性——保障脉冲/连续声波双模式探测与商用水听器基准对比的可靠性

【推荐产品】：ATA-4051C高压功率放大器

图：ATA-4051C高压功率放大器指标参数

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