Диссертация (1104299), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Изучено влияние сноса энергии акустических пучков на характеристикиАО дифракции. Основные результаты заключаются в следующем.1. Получены модифицированные уравнения Рамана-Ната, описывающие дифракциюсвета на наклонном акустическом пучке. Уравнения корректно описывают какизотропную, так и анизотропную дифракцию света в кристаллах и дают возможностьрассчитатьвсехарактеристикидифракционногоспектравраман-натовском,брэгговском и промежуточном режимах дифракции. Введены коэффициенты уширениячастотного ( B f ) и углового ( B ) диапазонов АО взаимодействия, характеризующиевлияние сноса акустического столба.2.
Для варианта изотропной дифракции получено аналитическое решение для частотныхи угловых характеристик АО взаимодействия. Показано, что в брэгговском режимдифракциикоэффициентыB f B cos и,уширенияследовательно,зависятимеетотместоуглатолькосносасужениепозаконудиапазоноввзаимодействия из-за сноса пучка.3.
Разработана программа расчета АО характеристик анизотропной дифракции света, сиспользованием которой проанализировано влияние сноса акустического пучка вразличных срезах кристаллов парателлурита и теллура. Установлено, что снос неменяет углы Брэгга, но существенно сказывается на диапазоне АО взаимодействия.Влияние сноса имеет сложный характер: в зависимости от среза кристалла, частотыультразвука, поляризации падающего света и знака угла сноса коэффициенты В могутбыть как больше, так и меньше единицы, что означает как уширение, так и сужениедиапазонов АО взаимодействия. В расчете максимальное уширение составило B f 2раза, а сужение – B f 0.06 (17 раз).4.
Оказалось, что, несмотря на большое различие формы и ширины частотных и угловыххарактеристик, зависимости коэффициентов уширения от частоты АО синхронизма f 0полностью совпадают: B f f 0 B f 0 . Это связано с тем, что снос акустическогопучка приводит к изменению величины и направления вектора фазовой расстройки,одинаковому по отношению к изменению частоты ультразвука или угла падения света.5.
Для каждого среза кристалла найдены значения частоты f 0 , при которых снос неоказывает влияния на АО взаимодействие. Для рассмотренных срезов кристалла117парателлурита это оказалась область в районе углов Брэгга, близких к 30 . В этойобласти длины векторов расстройки для случаев 0 и 0 равны друг другу,несмотря на то, что имеют различное направление.6. Экспериментальная проверка результатов теоретического анализа, проведенная на АОячейке из кристалла парателлурита с углом среза 10.5 и углом сноса 54.6 ,подтвердила результаты расчета.7.
Проанализировано влияние сноса акустического пучка на передаточные функции АОвзаимодействия. Снос заметно меняет форму, ширину и максимальное значениепередаточных функций.8. Рассмотрена задача дифракции ограниченного светового пучка на акустическом пучкесо сносом. Показано, что снос может изменять интегральную эффективностьдифракции как в большую, так и меньшую сторону в зависимости от выбраннойрабочей точки.9. Решена задача анизотропной дифракции света в акустическом поле, создаваемомфазированной решеткой пьезопреобразователей. Показано, что антифазная решеткаприводит к расщеплению угловых характеристик.
В результате появляются областиуглов падения света и частот ультразвука, в которых падающий свет обеихсобственных поляризаций дифрагирует в один порядок, что открывает возможностисоздания АО приборов для управления неполяризованным светом.118Литература1.Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. – М.: Наука,1970.2.Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение.
– М.:Сов. радио, 1978.3.Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. –М.: Радио и связь, 1985.4.Xu J., Stroud R. Acousto-optic devices. – N.Y.: Wiley, 1992.5.Корпел А. Акустооптика. – М.: Мир, 1993.6.Задорин А.С.
Динамика акустооптического взаимодействия. – Томск, Изд-во ТГУ,2004.7.Кулаков С.В. Акустооптические устройства спектрального и корреляционногоанализа сигналов. – Л.: Наука, 1978.8.Ed. A.P.Goutzoulis and D.R.Pape. Design and fabrication of acousto-optic devices. –N.Y.: Marcel Dekker, 1994.9.Парыгин В.Н., Балакший В.И. Оптическая обработка информации. – М.: Изд.Моск.
ун-та, 1987.10. Гусев О.Б., Кулаков С.В., Разживин Б.П., Тигин Д.В. Оптическая обработкарадиосигналов в реальном времени. – М.: Радио и связь, 1989.11. Acousto-optic signal processing. // Special issue of Proc. IEEE, 1981, v.69, №1.12. Ушаков В.Н. Акустооптические процессоры корреляционного типа. – М.:Радиотехника, 2007.13. Акустооптические процессоры спектрального типа. / Под ред. В.В.Проклова,В.Н.Ушакова. – М.: Радиотехника, 2012.14. Акустические кристаллы.
Справочник. / Под ред. М.П.Шаскольской. – М.: Наука,1982.15. Feichtner J.D., Gottlieb M., Conroy J.J. Tl3AsSe3 noncollinear acousto-optic filteroperation at 10 m. // Appl. Phys. Lett., 1979, v. 34, pp. 1–3.16. Gottlieb M., Goutzoulis A., Singh N. High-performance acousto-optic materials: Hg2Cl2and PbBr2. // Opt. Eng., 1992, v. 31(10), pp.
2110–2117.17. Балакший В.И., Волошинов В.Б., Князев Г.А., Кулакова Л.А. Исследованиеакустооптических характеристик кристаллов теллура в режиме анизотропнойдифракции света. // ЖТФ, 2008, т. 78, № 10, с. 87-95.18. Voloshinov V.B., Balakshy V.I., Kulakova L.A., Gupta N. Acousto-optic properties oftellurium that are useful in anisotropic diffraction. // J. Opt. A: Pure Appl.
Opt., 2008, v.11910(9), pp. 095002.19. Kastelik J.C., Gazalet M.G., Bruneel C., Bridoux E. Acoustic shear wave propagation inparatellurite with reduced spreading. // J. Appl. Phys., 1993, v. 74, pp. 2813-2817.20. Voloshinov V.B., Polikarpova N.V. Acousto-optic investigation of propagation andreflection of acoustic waves in paratellurite crystal. // Appl. Opt., 2009, v. 48, № 7,pp.
C55-C66.21. Voloshinov V.B., Polikarpova N.V., Declercq N.F. Reflection of plane elastic waves intetragonal crystals with strong anisotropy. // J. Acoust. Soc. Am., 2009, v. 125, pp. 772–779.22. Balakshy V.I., Linde B.B., Vostrikova A.N.Acousto-opticinteraction in anonhomogeneous acoustic field excited by a wedge-shaped transducer.
// Ultrasonics, 2008,v. 48, pp. 351–356.23. Balakshy V.I., Mantsevich S.N. Collinear diffraction of divergent optical beams inacousto-optic crystals. // Appl. Opt., 2009, v. 48, pp. C135–C140.24. Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. Новый акустооптическийэффект – брэгговская дифракция без перемодуляции. // ЖТФ, 2009, т. 79, № 6, с. 119–123.25. Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г.
Влияние пространственнойструктуры звукового поля на брэгговскую акустооптическую дифракцию в условияхсильной акустической анизотропии. // ЖТФ, 2010, т. 80, № 3, с. 97-106.26. Балакший В.И., Манцевич С.Н. Влияние расходимости светового пучка нахарактеристики коллинеарной дифракции. // Опт. и спектр., 2007, т. 103, № 5,с. 831-837.27.
Манцевич С.Н., Балакший В.И. Акустооптическое взаимодействие в неоднородномакустическом поле. // Опт. и спектр., 2015, т. 118, № 4, с. 646-652.28. Mantsevich S.N., Balakshy V.I., Molchanov V.Ya., Yushkov K.B. Influence of acousticanisotropy in paratellurite on quasicollinear acousto-optic interaction. // Ultrasonics, 2015,v.
63, pp. 39–46.29. БелыйВ.Н.,КазакН.С.,ПавленкоВ.К.,КатранжиЕ.Г.Особенностираспространения пучков квазипоперечных упругих волн в кристалле парателлурита. //Акуст. ж., 1997, т. 43, № 2, с. 156-161.30. Балакший В.И., Манцевич С.Н. Распространение акустических пучков в кристаллепарателлурита. // Акуст. ж., 2012, т. 58, № 5, с. 600-609.31. Ermakov A.A., Balakshy V.I., Mantsevich S.N. Ray spectra and structure of acousticbeams in crystals.
// Phys. Wave Phenom., 2013, v. 21, № 4, pp. 314-319.32. Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. – М.: Наука, 1982.12033. Auld B.A. Acoustic fields and waves in solids. – N.Y.: Wiley, 1973.34. Zakharov A.V., Polikarpova N.V., Blomme E. Intermediate regime of light diffraction inmedia with strong elastic anisotropy. // Proc. SPIE, 2005, v. 5953 pp. 59530D:1-10.35. Zakharov A.V., Voloshinov V.B., Blomme E.
Intermediate and Bragg acousto-opticinteraction in elastically anisotropic medium. // Ultrasonics, 2011, v. 51, № 6, pp. 745-751.36. Kastelik J.C., Dupont S., Yushkov K.B., Gazalet J. Frequency and angular bandwidth ofacousto-optic deflectors with ultrasonic walk-off.
// Ultrasonics, 2013, v. 53, № 1, pp. 219224.37. Bergstein L., Kermisch D. Image storage and reconstruction in volume holography. //Proc. Symp. Mod. Opt., 1967, pp. 655–680.38. Schultz S.M., Glytsis E.N. Gaylord T.K. Design of a high-efficiency volume gratingcouplers for line focusing. // Appl. Opt., 1988, v. 37, № 12, pp. 2278–2287.39.
Dandliker R. Coupled waves: A powerful concept in modern optics. // Proc. SPIE, 1997,v. 3190, pp. 280-288.40. Schultz S.M., Glytsis E.N., Gaylord T.K. Design, fabrication, and performance ofpreferential-order volume grating waveguide couplers. // Appl. Opt., 2000, v. 39, № 8, pp.1223–1232.41. Wang B. Jiang J. Nordin G. Compact slanted grating couplers. // Opt. Express, 2004,v. 12, № 15, pp. 3313-3326.42. Laere F.V., Kotlyar M.V., Taillaert D., Thourhout D.V., Krauss T. F., Baets R.Compact slanted grating couplers between optical fiber and InP-InGaAsP waveguides.
//IEEE Photon. Technol. Lett., 2007, v. 19, № 6, pp. 396–398.43. Andrusyak O. Spectral сombining and сoherent сoupling of lasers by volume Bragggratings. // IEEE J. Select. Top. Quantum Electron., 2009, v. 15, № 2, pp. 344–353.44. Kogelnik H. Coupled wave theory for thick hologram gratings. // Bell Syst. Techn. J., 1969,v. 48, № 9, pp. 2909-2947.45.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
