Диссертация (1102446)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.В.ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТКАФЕДРА ФИЗИКИ КОЛЕБАНИЙНа правах рукописиДЬЯКОНОВ Евгений АлексеевичБРЭГГОВСКАЯ ДИФРАКЦИЯ СВЕТА НА УЛЬТРАЗВУКЕВ СРЕДАХ С СИЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ И АКУСТИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ01.04.03 − радиофизикаДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководителькандидат физ-мат. наук, доцентВОЛОШИНОВ В.Б.Москва − 2015−2−ОГЛАВЛЕНИЕВведение ..............................................................................................................................................4Глава 1. Описание акустооптического взаимодействия двумерным уравнениемсвязанных мод .....................................................................................................................................
151.1. Проблема описания дифракции света на ультразвуке в анизотропных средах ........... 151.2. Упрощенный вывод двумерного уравнения связанных мод .......................................... 191.3. Вывод двумерного уравнения связанных мод с учетом поляризации света ................
261.4. Постановка задачи для уравнения связанных мод .......................................................... 341.5. Уравнение связанных мод в неоднородном акустическом поле ................................... 391.6. Особенности двумерного описания дифракции по сравнению с одномерным ...........40Основные результаты главы 1 .................................................................................................. 45Глава 2. Решение двумерного уравнения связанных мод в случае дифракции Брэгга ................
462.1. Постановка задачи дифракции Брэгга .............................................................................. 462.2. Решение задачи в виде функций Бесселя ......................................................................... 492.3. Решение задачи в приближении малой эффективности дифракции ............................. 542.4.
Дифракция Брэгга в неоднородном ультразвуковом поле ............................................. 582.5. Метод последовательных приближений и численное решение ....................................602.6. Пространственное ограничение области взаимодействия и его влияние напроцесс дифракции .................................................................................................................... 65Основные результаты главы 2 .................................................................................................. 75Глава 3.
Коэффициенты акустооптического качества в сильно анизотропной среде .................763.1. Зондирование акустического поля в кристалле парателлурита ..................................... 763.2. Вычисление коэффициентов акустооптического качества из двумернойтеории взаимодействия ............................................................................................................. 813.3.
Зондирование акустического поля в парателлурите. Экспериментальноеисследование .............................................................................................................................. 90Основные результаты главы 3 .................................................................................................. 97−3−Глава 4. Особенности взаимодействия при больших углах дифракции.Полуколлинеарный режим взаимодействия ....................................................................................984.1. Взаимодействие при больших углах дифракции и переход кполуколлинеарному режиму ....................................................................................................
984.2. Двумерное уравнение связанных мод и его решение при полуколлинеарнойдифракции .................................................................................................................................. 1014.3. Особенности обмена энергией между дифракционными порядками приполуколлинеарном взаимодействии ........................................................................................ 1074.4. Влияние затухания ультразвуковой волны на свойства полуколлинеарногорежима дифракции ....................................................................................................................
1134.5. Полуколлинеарное взаимодействие при падении света вдоль ультразвуковогостолба .......................................................................................................................................... 1174.6. Выбор условий для наблюдения полуколлинеарной дифракции .................................. 1214.7. Эксперимент по наблюдению полуколлинеарной дифракции в парателлурите126Основные результаты главы 4 ..................................................................................................
133Глава 5. Низкочастотное и высокочастотное коллинеарное взаимодействие.Амплитудная невзаимность ............................................................................................................... 1355.1. Переход от двумерного уравнения связанных мод к одномерному .............................. 1355.2.
Влияние затухания ультразвуковой волны на свойства низкочастотного ивысокочастотного коллинеарного взаимодействия ............................................................... 1415.3. Амплитудная невзаимность и условия ее наблюдения .................................................. 148Основные результаты главы 5 ..................................................................................................
157Заключение .......................................................................................................................................... 158Литература ........................................................................................................................................... 159Указатель рисунков и таблиц ............................................................................................................. 171−4−Илм қилиш − қудуқ игна билан қазиш билан баробарЎзбек мақолЗаниматься наукой − это всё равно, что копать колодециголкойУзбекская пословицаВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследованияДифракция света на ультразвуке, или акустооптическое взаимодействие, известно вфизике в течение нескольких десятилетий.
Значительный вклад в изучение этого явления былвнесен как отечественными, так и зарубежными учеными. В настоящее время акустооптическоевзаимодействие находит широкие применения в устройствах управления лазерным излучениеми оптической обработки информации [1-19]. В первые десятилетия после своего открытия в1920-х гг. дифракция света на ультразвуке наблюдалась лишь в изотропных средах − жидкостяхи аморфных материалах, и ее исследование носило, в основном, академический характер.Предпосылки для возникновения акустооптики как самостоятельного научно-техническогонаправления появились после того, как в 1960-е гг. был изобретен лазер, представляющийсобой оптический квантовый генератор.
Особые свойства лазерного излучения, такие каквысокая когерентность, малая расходимость и значительная плотность мощности волновогопучка, потребовали поиска эффективных способов управления лазерным излучением.Оказалось, что использование дифракции света на ультразвуке позволяет создаватьбыстродействующие и надежные устройства для модуляции, сканирования, а такжепространственной и временной фильтрации световых пучков.
Именно с 1960-х гг. началисьвесьма активные исследования дифракции света на ультразвуке, направленные как наразработку методов теоретического описания этого явления, так и на поиск новых материалов,представляющих интерес для использования в качестве среды взаимодействия. Важным шагомв развитии акустооптики в тот период стало исследование и применение дифракции света наультразвуке в кристаллах, которые, как известно, характеризуются анизотропией оптических иупругих свойств.
Уже к 1980-м гг. подавляющая часть акустооптических устройств былаоснованаименнонакристаллическихматериалах.Оптическаяанизотропиясредывзаимодействия позволила реализовать значительное число режимов дифракции, которые не−5−могут наблюдаться в изотропных средах. При этом упругая анизотропия среды взаимодействияв течение значительного времени практически не принималась во внимание ввиду того, что виспользуемых в тот период материалах она выражена весьма слабо.В последние десятилетия все более широкое применение в акустооптике стали находитькристаллы, обладающие сильной анизотропией не только оптических, но и упругих свойств.Интерес к подобным средам объясняется тем, что они, как правило, характеризуются высокимизначениями коэффициентов акустооптического качества, то есть позволяют реализоватьэффективную дифракцию света при сравнительно низкой мощности ультразвуковой волны.Речь идет, в первую очередь, о кристаллах парателлурита (TeO2), моногалогенидов ртути(Hg2Cl2, Hg2Br2, Hg2I2), теллура (Te) и некоторых других.
Упругая анизотропия средывзаимодействия проявляется в том, что поток энергии ультразвуковой волны оказываетсянаправленным под некоторым углом по направлению к фазовой скорости. Величина этого угла,называемого углом сноса энергии, может достигать, например, в кристалле парателлурита,величины 74о, а в кристалле теллура − величины 56о. Для сравнения следует отметить, что вкристаллах кварца и ниобата лития, широко применяемых в акустооптических устройствах с1970-х гг. и вплоть до настоящего времени, максимальное значение угла сноса не превышает30о.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
