當機械波穿過介質時，在其內產生周期性彈性形變，從而使介質的折射率產生周期性變化，相當于一個移動的相位光柵。若同時有光傳過介質，光將被相位光柵所衍射。能快速有效地控制激光束的強度、方向和頻率，還可把電信號實時轉換為光信號。此外，還是探測材料性質的主要手段。
還可以制作調制器件，制作偏轉器件，可調諧濾光器，在光信號處理和集成光通訊方面的應用。
器件
在實際器件中，機械波是由壓電換能器激發，互作用介質和壓電換能器相結合。器件分為兩類。
①體器件：機械波和光波均在介質體內傳播，互作用介質和壓電換能器常用銦、錫或鋁等軟金屬材料，通過真空冷壓焊工藝粘合在一起。
②表面(或薄膜)器件：機械波為沿介質表面傳播的表面波，光波則為在平面光波導中傳播的導光波。這時，介質和壓電材料融為一體，襯底材料必須既具有效應又具有壓電效應，常用的材料有鋰，而叉指換能器只需在材料表面蒸鍍叉指狀電極。
調制器
根據調制原理制成的器件。改變Pa（實際是改變加在壓電換能器上的電信號功率）即可改變η或Id的值。當V較小時，sin(V/2)≈V/2，易得η≈(V/2)∝Pa，即可實現線性調制。
偏轉器
根據偏轉原理制成的器件。偏轉角(即衍射光與入射光之間的夾角)α=θi+θd，改變加在壓電換能器上的電信號的頻率f，即可改變衍射光的方向。
移頻器
由于機械波是向前傳播的，衍射時光將發生多普勒頻移。對于±1級布喇格衍射，ωd=ωi±Ω，式中ωi、ωd和Ω分別為入射光、衍射光和機械波的圓頻率。改變電信號的頻率f=Ω/2π，即可改變衍射光的頻率。
可調濾光器
例如入射光具有復雜的光譜成分(即包括許多不同波長的光)，當θi一定時，λf為常數。相對地改變電信號頻率f，波長不同的光將相應地分別被衍射取出。