Отзыв ведущей организации (Брэгговская дифракция света на ультразвуке в средах с сильной оптической и акустической анизотропией)

ГиинистеРство ОьРАзовАния и нАуки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ фелер»;3ьнОО г»суларственнОО НОЗОЙОмнОО Образовательное учреж.(ение нысн(егО Образовзндя «Санкт-Петербур~ ский !.осударствениый университет аэрокосмического приборостроении» (ГУАП) Гп~лппюип Мп(асака. л П', лп! Л, ( апа«-Г(стсяйа (и . !»ООО« ! сл, ! К ! '! 7,'(ППЗ ! П, Факс (К ! '! а«Ф 0 " Г-папа сспппппки аапс(,пп (Я»Н (О' К!Оээ »КП, ПНН КПГ! 7»(ЗО«л! (О 7«(КО!ОО! «У~ЭЕИКД~~ Ю» ~я., Проректор АП по ' ".б. ионной деятельности Е.А, Крунк 01 отзыв ведущей организации — Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» ГГУАП) на диссертационную работу Дьяконова Евгения Алексеевича на тему «Брэгговская дифракция света на ультразвуке в средах с сильной оптической и акустической анизотропией», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 — «радиофизика» Диссертационная работа Е,А.Дьяконова посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию закономерностей брэгговской дифракции света на акустических дифракционных решетках, индуцированных ультразвуком в кристаллах с ярко выраженной анизотропией физических свойств.

Тематика диссертации относится к области оптоэлектроники и, в частности, акустооптики. Интерес специалистов к данному разделу физики в последние годы не ослабевает, в том числе, благодаря большим возможностям, которые акустооптика открывает для практики. Известны десятки модификаций успешно и эффективно работающих акустооптическнх модуляторов, дефлекторов, фильтров и устройств оптической обработки информации, которые нашли применение в различных областях современной науки и техники, например, в перестраиваемых акустооптических фильтрах, широкополосных дефлекторах и модуляторах лазерного излучения. В диссертационной работе Е.А.

Дьяконова рассмотрены новые, ранее неизвестные, режимы взаимодействия света и звука в новых материалах акустооптики - кристаллах с рекордно большой анизотропией упругих свойств. Оказалось, что в подобных материалах могут быть реализованы эффекты, не существующие или слабо выраженные в традиционных материалах акустооптикн. Именно эти акустооптические эффекты рассмотрены в представленной диссертацин, причем достаточно серьезное теоретическое рассмотрение подкреплено непростым и требующим большого умения экспериментом, подтвердившим правильность сделанных теоретических выводов.

Таким образом, тема исследования Е,А. Дьяконова актуальна, а результаты проведенного анализа важны как для фундаментальной науки, так и для многочисленных акустооптических приложений. Рукопись диссертации Е.А. Дьяконова состоит из 5 глав основного текста, представленного на 171 страницах и включающего 26 рисунков и 4 таблицы. Библиография также весьма обширна и включает в себя ссылки на 199 основных публикаций в отечественной и зарубежной литературе, тщательно отобранных диссертантом, Во ведении диссертант обсуждает общую характеристику проблемы акустооптического взаимодействия в оптически и акустически анизотропной среде. Им доказывается актуальность исследуемой темы и указываются цели и задачи исследования.

Показана новизна полученных результатов, и приводятся основные положения, выносимые на защиту. В первой главе диссертации обсуждается постановка задачи дифракции и предлагается нестандартный подход к ей решению для случая акустически анизотропных сред, когда принципиально необходим учет несовпадения направления волнового вектора акустической волны с вектором потока энергии Умова-Пойнтинга. Доказано, что потребности практики требует разработки нового подхода к рассмотрению проблемы дифракции, когда углы дифракции значительно отличаются от нуля и приближаются к 90 градусам. При анализе диссертантом использован стандартный для акустооптики метод медленно меняющихся амплитуд, однако рассмотрение предполагает применение уравнения связанных мод, зависящего не от одной, а от двух координат одновременно.

Диссертант обнаруживает принципиальную разницу между одномерным и двумерным подходами к решению задачи дифракци и, предполагающими различные направления векторов синхронизма в одномерном и двумерном случае. Во второй главе Е,А. Дьяконов рассчитывает амплитуду и интенсивность дифрагированного света в брэгговском режиме дифракции для случая наклонного звукового столба. С помощью двумерного уравнения связанных мод диссертантом впервые рассмотрена дифракция светового пучка произвольного профиля на ультразвуке при всех возможных значениях углов падения и дифракции света в диапазоне от 0 до 180 градусов.

Им показано„что аналитическое решение задачи возможно лишь в частных случаях. Также рассчитана частотная полоса дифракции при больших вариациях угла падения света. Однако основным результатом проведенного во второй главе исследования является вывод о том, что при дифракции происходит перераспределение световой энергии во взаимодействующих пучках и следующее за этим изменение пространственной формы данных пучков. Диссертант впервые вводит критерий, по которому определяется еще допустимость применения одномерного подхода и принципиальная необходимость двумерного подхода при решении задачи дифракции. Третья глава диссертации включает в себя расчет коэффициентов акустооптического качества в оптически анизотропной среде, Расчеты проведены для кристалла парателлурита в случае акустооптического взаимодействия в плоскости (001), отличающейся от традиционно используемой в акустооптике плоскости, ~110).

Правильный учет анизотропии позволил диссертанту достоверно определить параметры акустических волн в кристалле парателлурита в случае распространения и отражения звуковых волн в акустически аннзотропной среде. Практическая значимость данного исследования не вызывает сомнений, так как результат исследования может быть использован при разработке новых поколений акустооптических приборов. Четвертая глава диссертации является исключительно интересной и в высшей степени оригинальной, так как в ней впервые подробно рассмотрен режим акустооптического взаимодействия, ранее не исследованный специалистами.

Этот режим взаимодействия не совсем удачно назван диссертантом «полуколлинеарным», хотя и сочетает в себе особенности поперечного и одновременно коллинеарного режима взаимодействия. Для описания «полуколлинеарного» взаимодействия диссертантом был использован разработанный в первой главе диссертации подход, основанный на использовании двумерного уравнения связанных мод. Им показано, что при «полуколлннеарной» дифракции характеристики дифракции зависят, как обычно, не только от ширины акустического столба, но дополнительно и от размеров поперечного сечения светового пучка.

Принципиальным моментом является то, что Е.А. Дьяконов осуществил первое экспериментальное изучение нового эффекта в кристалле парателлурнта. Для этого диссертантом бьш выбран специальный срез кристалла двуокиси теллура и использовано оптическое излучение, принадлежащее к среднему инфракрасному диапазону электромагнитного спектра. Практическая значимость данного исследования также не вызывает сомнений. В пятой главе диссертации теоретически изучается еше один интересный и малоизученный режим акустооптического взаимодействия — высокочастотное каллинеарное взаимодействие. Впервые проведен сравнительный анализ известного низкочастотного и малоизученного высокочастотного режимов взаимодействия. Диссертантом впервые доказана возможность существования невзаимного амплитудного акустооптического эффекта, который, как оказалось, проявляется сильнее в высокочастотном случае, чем в низкочастотном коллннеарном варианте.

Указанные выше результаты исследования Е.АДьяконова составляют научную новизну диссертационной работы. Исключительно высокий уровень теоретического исследования, сочетание общего аналитического рассмотрения задачи и компьютерных расчетов отдельных вариантов акустооптичес кого взаимодействия, а также прямая экспериментальная проверка высказанных предположений доказывает правильность сделанных выводов, достоверность и обоснованность полученных Е.А. Дьяконовым результатов.

К основным результатам диссертационной работы Е.А.Дьяконова можно отнести следующее: 1. С применением двумерного уравнения связанных мод впервые рассмотрена задача дифракции света на акустических пучках в средах с сильной упругой анизотропией. Сделаны оценки режимов днфракции в анизотропных средах с помощью введенного диссертантом безразмерного параметра, зависящего не только от ширины акустического столба, но и размеров поперечного сечения светового пучка. 2. Рассмотрен ранее не исследованный режим «полуколлинеарной» дифракции света на акустических пучках в акустически анизотропной среде, сочетающий в себе закономерности поперечного и коллинеарного взаимодействий.