Модулятор с дифракцией света основан на создании в оптически прозрачной среде упругих продольных волн, вызывающих периодическое по пространству изменение показателя преломления. Параллельный поток света, распространяясь в такой среде, неоднородностях коэффициента преломления. Образуется ряд максимумов излучения с разными направлениями светового потока. Суммарная интенсивность по максимумам постоянна и равна интенсивности падающего света. Распределение же энергии по максимумам зависит от интенсивности упругой волны. Дифракционный модулятор можно осуществить при использовании жидкой и твердой (кристаллической) среды. Наиболее выгодным оказалось использование твердой среды — кристаллов с и создание в них стоячих упругих волн за счет резонансных колебаний самого кристалла. При этом значительно снижается мощность генератора модулирующего напряжения и возрастает глубина модуляции светового потока. Световой поток с помощью оптической системы формируется в параллельный и направляется в кристалл кварца среза в направлении, перпендикулярном к направлению распространения в нем упругих волн. Размеры кристалла, его температура, частота возбуждения и другие параметры подбираются такими, чтобы в нем образовалось стоячее волновое поле, возникающее и исчезающее каждые полпериода. Например, при использовании в качестве кристалла пластины кварца среза и частоте возбуждения порядка 5 МГц в пластине возникают упругие колебания с длиной волны около 1 мм. Если стоячего поля нет, то большая часть светового потока проходит кристалл без изменений и небольшая часть— через отверстие диафрагмы. При возникновении стоячего поля свет и образуется ряд максимумов и порядков.