简述超声光栅形成的原理

超声光栅是超声波在透明介质中传播时形成的周期性折射率调制结构。当高频声波穿过介质，产生压缩和稀疏区域，导致介质密度变化，进而改变折射率。这种折射率的周期性分布就像一个光学衍射光栅，可将入射光束衍射成多个级次。实验室中常用石英晶体产生超声波，频率在1-10兆赫兹范围，光栅周期与声波波长直接相关，约在微米量级。

超声光栅的强度与超声波功率成正比，声波能量越大，折射率调制越明显。实际应用中，液体介质如水或酒精常被使用，因为声波在这些材料中传播效率高。光栅的衍射效率可达60%以上，远高于机械刻划光栅。这种光栅具有动态可调特性，通过改变声波频率或功率，可以实时调整衍射图案，广泛应用于光谱分析和激光调制领域。