Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Различают низкочастотные процессоры, использующие дифракцию Рамаыа— Ната и эффективные в области частот до 100 МГц, и высокочастотные брзгговские процессоры, работающие ыри (>100 Мгц. АКУСТООПТИКА т 1 4 В низкочастотном процессоре (рнс. 4) коллимированный монохроматич. световой пучок попадает на вкустооптич. модулятор Е, создающий фазовую модуляцию у выходящего света; далев световой луч Рис. 4.
Структурная схема нианочастотяого процессора: 1 и а — сигнальный и опорный модуляторы; а и 4 — оптические Фильтры; а — Фатолетектор. попадает на оптич. фильтр 3, под к-рым понимаются маски, заслонки, диафрагмы и т. п.— устроиства, осуществляющие ту или иную линейную операцию с комплексной световой амплитудой, затем на опорный модулятор 8, после чего еще на один фильтр 4 и, наконец, на фотодетектор а. Такие процессоры осуществляют следующие операции: быстрое, т, е, в реальном масштабе времени, фурье-разложение звукового сигнала, нахождение взаимной корреляции заданной функции с опорной, генерирование сигналов с наперед заданной Формой и т.
д. В праце соре, осуществляющем быстрое фурье-разложение СВЧ сигнала (рис. 5), монохроматич, свет падает Рнс. Ь. Анустоаптичесний анвяиаатор спектра, работающий в раман-натовском рея<яме: 1 — анустоовтичесная ячейка; а — линза; а — преобразователь; 4 — Фотодетентор; 4 — варан. на акустооптич. модулятор Е, работающий в режиме дифракции Рамана — Ната. В плоскости аа', совпадающей с фокальиой плоскостью линзы 2, распределение комплексной амплитуды световой волны в зависи- мости от расстояния до оси линзы х имеет ввд: — )А хс„! Е (х, 1) = дрЯ ( —" ) е уах) где Я ~ †) — Я (ю) — фурье-образ зву- Ж нового сигнала Я(1), Ес — волновое число для световой волны, Р— фокусное расстоиние линзы, )р — глубина фааовой модуляции светового потока после выхода из АОЯ.
Соответствующее распределение фототока на детекторе имеет вид) 1= — Ве (!ра)Я(ю))а). ! Т. о,, распределение фототока, измеренное фотодетектором, в плоскости аа' дает спектральное распределение входного сигнала Я (1). Е(ля получения спектрального распределения в реальном масштабе времени (т. е. без механич. перемещении фотодетектора) в плоскости аа' необходимо расположить матрицу фотоприемников. Тогда сигнал с определенного фотоприймника будет характериаовать величину соответствующей спектральной составляющей сигнала Я(1), Структурная схема высокочастотных брэгговских процессоров отлича- Рис. б. Процессоры Лан сжатия импульсного сигнала с линейной частотной мопуляпией на основе иеотропнай (а) и аниаотропной (б) брвгговсной дифраняии: 1 — анустооптическая ячейка; а — Фотодетектор; стрелками унавана йанрвваение поляризации световых лучей; зиуа<он с точной обозначает направление поляризации луча, иеряенлянулнрное плосностя чертежа. АК2'СТООПТИКА Акустоонтнческне Среда Лнакааон проплотность арачностн по р, г!Ом' длинам волн, ввввм Материал показатель преломления к хкввнческал формуча симметрия кРисталла Изотропкак Н,о 0,2 — 0,0 0,2-4,5 О, 12 — 4,5 вола 810, Плазленый кзарп .
нш, Н заря 222 а-Н10, 0,3-1,8 а-нолнстак кислота . тео, 0,35 — 5 0,42 — 5,5 Парателлурит..., .. молнбкат сеянца.... 41'т РЬМо0, йвНЬОв зт 0,4-4,5 Ннобат лития . Германат висмута... В1„0еот О,\5-5,5 Рутнл 0,45-0 Т10в О,Е2 — 1Е Ккнаеарь 32 0,05 — !3,5 АО,Ахн, Прустнт 0,0 — 11,5 '1 — 13' О,Е4 — 1З Аморфная в Азв8в СемАз„зем Ййлззв Халькогенкяное стекло теллур 5- 20 те т3т 43 т германна 2 — 20 1 — 11 паАз Арсенид галлиа, Фосфкд галлая 0,8 — 10 0,15 — 0,5 Кортни а-А1,0, П р к и е ч а н н е: к„п, - показателя преломления для обыкнозеннога н необыкнокен преломления света к вкурсных крксталлах; 1010) — обозначение крксталлографкч.
осей волн; ~ н х — обозначение лолкрнзапки света вдоль н лолербк направления распростра ется от схемы низкочастотных устройств только способом ввода светового пучка в АОЯ. Поскольку при дифракции Брэгга угол падения светового луча строго задан, то для осуществления днфракции во всей полосе частот акустич. сигнала необходимо освещение ЛОЯ расходящимися световыми пучками. В брэгговском процессоре для сжатия импульсного сигнала с линейной частотной модулнцией 1рис.
6) сжатие сигнала происходит вследствие того, что углы рассеяния для различных частот света прямо пропорциональны частоте звука, следовательно, дифрагированный свет,от всего освещенного участка будет попадать на фотодетектор одновременно. Процессор длн определения функции взаимной корреляции ф (1) = ~' 8 (1 - т) г <1) бг приведен на рис. 7. Если в обоих брэгговских модуляторах 1 и 1' распространяются одинаковые акустич.
сигналы р11) и г(1), то световые лучи, прошедшие модуляторы, будут параллельны падающему лучу. Свет фокусируется линзой л на фотодетекторе у, сигнал с к-рого будет в этом случае максимален. Если же акустич. сигналы 341) и г11) неодинаковы, то сигнал на выходе фотодетектора будет пропорционален функции взаимной ко реляции. 6 роцессоры на основе различных акустооптич. устройств могут работать в очень широком диапазоне частот, вплоть до Гб ГГц. Они находят применение в различных устройствах Акустооптикл 39 свойства натеряалов Свет Звук Аиустосптнчесисе иачество Мз 1С- з, сцг возФФ. поглишення на частоте 1=500 МГц, а, г, аПЕси напрзвле- сконие рзс- рость простраве- е.
10', яня иге алина выны в вакууме Ло мим направле- ние рас- прсстрвве- пяя тяп гшлны пслярваацвя 1,5 500 0,63 Проязвочьная 180 5,96 3,76 3 2,2 1.56 0,4Е 0,63 0,63 Г вля 0,589 [109) 5,72 0,75 2,38 [901] [О!0) 2,89 2,5 0,63 ВЗ 80 4,20 0,617 4 77 34,5 793 (100] Круговая 0,63 0,63 3,75 35,5 [001] 0,63 [!ОО] [010] ~ОО4 З з9 0,045 О,Ь 0,63 0,63 7,0 2,9 [100] 1,77 0,62 Г1ровзвольнвя [601] 10,3 0,15 1,52 0,63 [оо!] 0,63 Обыкновенная 9ЬЬ [001] 25 9,83 380 2,6 2,43 42 7 5 433 246 1200 Произвольная е 0,63 1,06 0,63 [1120] 2,2 [0001] 10,6 4400 [!00) 3,57 2,24 190 )~ ЯЛЯ 1.
[110) [100] 5,15 3,32 7,3 !3 1,15 1,1з !04 46,3 3 нлв х [010] [110] 1,О 8,32 0,63 Е. [001] 11,1Ь <9,98 0,63 [1120) 0,34 ного лучей света в оявсссных кристаллах;и„ ие, и, — три главных значения поввззхтля 1си. Сиииетлрил кристаллов]; Ь я Я вЂ” сбозйачения продольной н поперечной звуковых ненни звука. обработки информации, н особенности там, где имеютсн ограничения на бев исключения средах. Однако для практич.
испольаования в акустооптич. устройстве материал должен удовлетворять ряду требований: он должен быть прозрачным в соответствующей области оптич. спектра, обладать достаточно большим аначением акустооптич. качества, слабо поглощать звук внутри рабочего интервала акустич. частот. Кроме того, кристалл должен быть достаточно больших размеров и хорошего оптич. качества, В А. используямся нак жидкие, тан и твердые вещества, Жидкости (вода и целый рцц оргаиич. жидкостей) обладают очень высокими значениями акустооптич. качества (177з — 10е — 10'), но сильно поглощают звук на высоких частотах (/ > 100 Мрц), Твердые материалы обладагот значительно меньшим зву- 110 Рвс, 7.
Авустаоптичесхий коррелятор: 1 и 1 — нслулятсры; г — лиизз; 3— Фстедетевтср. габариты, вес и энергопотребление аппаратуры. Акустооптическяе материалы. Акустооптич. эффект ямеет место во всех 40 АКУСТОЭЛЕКТРИЧКСКИЙ ЭФФЕКТ копоглощением, широким диапазоном значений М, и большим разнообразием оптич. свойств. Необходимые денные об акустич., оптич. и акустооптич. свойствах основных материалов, яспольауемых в А., приведены в таблице. Лит В е р г и а н Л., Ультразвук и его применение в науке и технике, пер.
с нем., 2 изд., М., 1957; В о р н М., В о л ь Ф Э., Основы оптики, пер. с англ., М., 1970; Фазическан акустика, под ред. У. Мезона и Р. Терс»она, пер. с англ., т. 7, М., 1074, гл. 5; Такер Дк!., Рэмптон В., Гиперавук в Физике твердого тела, пер. с англ., М., ! 9Ю; Г у л в с в Ю. В., 'П р о к л о в В.
В., Ш к с р д н н Г. Н., «Успехи Фнзич. наук», 1978, т. 124, в. 1, с. 61 — 111; М у- стель Е. Р.,~арыгин В. Н.,методы иодуллпии и сканировании света, М., 1970; Р е б р ив Ю. К., Управление оптическим лучом в пространстве, М., 1977; Н а й Д ж., Физические свойства кристаллов, пор. с англ., 2 иад., М., 1967; Н а г г ! з Я. Е., Ш а ! ! а с с В.
Ш., ! 5. Ормса! Зос. Аптег. °, 1969, ч. 59, Р. 744 — 47. В. М. Л»вин, В. И. Пист»»ойт. АКУСТООПТИЧЕС1<ОЕ КАЧЕСТВО м а т е р и а л а — см. »4»ифранчил саста иа ультразвуке. АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ вЂ” воаникновение постоннного тока нли эдс в проводящей среде (металл, полупроводник) под действием бегущей УЗ-вой волны. А. а. является одним из проявлений взаимодгйстаил ультразвука с электронами проводимости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
