声光学是研究光与声相互作用的规律以及由此引起的各种物理效应及其应用的一门交叉学科。而作为声光作用的一个重要物理特性-声光效应,由于其在信息科学、激光技术、光谱学、光通信以及声速测量等许多领域中有着广泛的应用,使其成为声光学的主要研究对象之一。利用声光效应测量声速由于其具有很高的精度而成为声速测量的常用方法之一,目前已有相应的仪器用于大学基础物理实验的教学中。然而,现有的三种利用声光效应测量声速的方法中,只有一种有严格的理论解释,另外两种方法至今未有严格的理论予以证明。　　 本论文提出了一种基于傅里叶光学的新的分析方法,首次推导出了拉曼-奈斯型声光衍射光强分布的解析表达式。其正确性在模拟仿真以及实验上都得到了证明,为另外两种利用声光效应测量声速的方法提供了理论依据。同时基于此理论提出了一种新的声速测量方法,此方法在理论上比已有的声速测量方法精度更高。本文的主要内容如下:　　 第一,介绍了国内外各个研究团队对现有的三种利用声光效应测量声速方法所提出的理论解释。同时分析了这些理论,发现这其中只有拉曼(Raman)和奈斯(Nath)提出的方法有严格的理论解释,而对另外两种由Bachem提出的方法的解释都存在一些问题。　　 第二,基于傅里叶光学原理分析了在拉曼-奈斯声光衍射条件下,激光垂直穿过驻波超声光栅后的光场,发现其中含有一系列不同频率的非相干光。先分别求出这一系列非相干光单独产生的干涉光强分布,再将这一系列非相干光进行强度的线性叠加首次得到了此光场总强度分布的严格表达式。此表达式适用于菲涅尔衍射区以及夫琅禾费衍射区即远场。利用此表达式在理论上证明了由Bachem提出的两种利用声光效应测量声速方法的正确性。同时基于此理论,还提出了一种利用空间滤波实现的精度更高的声速测量方法。　　 第三,根据仿真软件MATLAB模拟的小信号时成像透镜后焦面上的光强分布情况对表达式进行了简化,制定了相应的实验验证方案。接着模拟了方案中涉及到的各种情况下的光强分布。最后搭建及调试了相应的实验系统,完成了方案中的实验。实验结果与理论分析以及模拟仿真结果完全符合。从而证明了本文理论的正确性。在此基础上,基于本文提出的新的声速测量方法对26℃时纯水的声速进行了测量,测量结果为1502.0m/s与标准值1499.6m/s的误差为0.214％,其误差低于相同条件下现有测量方法的误差0.307％.同时还利用MATLAB软件模拟了驻波超声光栅相衬法以及暗场法的成像特点,并分析了其与普通位相物体成像之间存在差异的原因。本论文对拉曼-奈斯型声光衍射进行了基础性的研究,同时本论文的原理不仅充分揭示了超声驻波成像的物理本质,同时其也为解释类似的动态位相物体成像问题提供了一条新途径。