超声波通过晶体时会改变晶体的光学性质,使晶体的折射率发生周期性的变化从而对入射激光产生衍射作用,这种现象称为声光效应。随着激光技术的发展,声光器件在光束控制、光信号处理、成像技术等领域得到了广泛的应用。对于声光偏转器而言,宽带设计是保证器件在工作过程中具有良好性能的前提,目前已有的多片换能器设计理念以及多个偏转器的级联设计虽然能提高器件的带宽,但是不可避免的存在工艺要求高、系统复杂的特点,因此提高基于单片换能器结构的声光器件的带宽性能是器件宽带设计的基础。本文以反常声光互作用理论为基础,对基于二氧化碲晶体和铌酸锂晶体的单片换能器反常声光偏转器为研究对象,对不同工作模式下器件的宽带设计进行了系统研究,论文主要研究内容如下:论文首先综述了声光技术的研究背景及其国内外研究进展,给出了声光互作用的耦合波理论方程以及反常声光偏转器的基本原理和工作装置,为反常声光声光器件的优化设计奠定了理论基础。论文对负值离轴角情况下二氧化碲反常声光偏转器的宽带优化设计进行了具体研究。通过求解二氧化碲反常声光互作用几何关系的Dixon方程,得到了不同频段下二氧化碲反常声光偏转器的宽带设计参数。研究结果表明,不同频段下器件的中心频率和带宽特性具有不同特点,而衍射级次的选择也直接影响器件的带宽及中心频率特性。论文对负值光入射角情况下铌酸锂反常声光偏转器的宽带设计进行了系统研究。通过求解铌酸锂反常声光互作用几何关系的Dixon方程,得到了不同超声波工作模式下器件宽带设计的具体参数,通过数值拟合分析了器件的中心频率和带宽随超声波速以及光入射角的变化特性,为铌酸锂反常声光偏转器的宽带设计提供了具体参考。论文最后对3dB带宽条件下二氧化碲反常声光偏转器的优化设计进行了研究,给出了布拉格损耗曲线为单峰和双峰两种情况下的宽带设计方法,计算得到了不同工作模式下器件宽带设计的具体参数。通过对不同工作模式下器件工作参数进行数值拟合和分析,为二氧化碲反常声光偏转器的3dB宽带设计提供了详实的理论和数据参考。