Magnich_L_N__Molchanov_V_Ya_-_Akustoopticheskie_u (1239102)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МАССОВАЯ БИБЛИОТЕКАИНЖЕНЕРАЭЛЕКТРОНИКАЛ. Н. Магдич, В. Я. МолчановАКУСТООПТИЧЕСКИЕУСТРОЙСТВАИ ИХ ПРИМЕНЕНИЕМОСКВА «СОВЕТСКОЕ РАДИО» 19786Φ0.3Μ 12УДК '535.241.13:5'34Магдич Л. Н., Молчанов В. Я. Акустооптические устройства иих применение. М., «Сов. радио», 1978, 112 с.Излагается теория акустооптического взаимодействия в изотропных и анизотропных материалах. Рассматриваются такие приборы, как модуляторы, дефлекторы, фильтры, процессоры.

Описывается принцип действия, конструкция, особенности изготовления,характеристики, области применения. Приводятся параметры наиболее перспективных акустооптических материалов видимого и инфракрасного диапазонов.Брошюра представляет интерес для широкого круга инженерови исследователей, работающих в области электронной техники иособенно оптоэлектроники и акустооптики. Она может быть полезнадля аспирантов и студентов вузов.РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:В. М. Пролейко (отв. редактор), К· А.

Валиев, В. М. Вальков,А. А. Васенков, Б. Ф. Высоцкий, В. И. Котиков, И. В. Лебедев,Э. А. Лукин, В. П. Лукьянов, А. Ю. Малинин, Ю. Р. Носов, В. Ф. Садов, В. Н. Сретенский (зам. отв. редактора), В. И. Стафсев,Ю. Б. Степанов, Г. Г. Татаровская, А, Ф. Трутко, В. Н. Филатов.Редакция литературы по электронной техникем30407—028046(01)— 7846~77©Издательство «Советское радио», 1978 г.ПредисловиеПоявление лазеров и создание лазерной техники привело к резкому увеличению количества работ по устройствам управления световым излучением, среди которыходно из первых мест занимают акустооптические приборы. Развитию акустооптики в последнее десятилетиеспособствовало появление промышленных методов синтеза искусственных кристаллов, в том числе и пьезоэлектрических, совершенствование вакуумной технологии, в частности создание способов изготовления пьезопреобразователей (генераторов ультразвука), обладающих высоким коэффициентом преобразования электрической энергии в акустическую на частотах от нескольких десятков мегагерц до 1 ГГц.Сейчас уже разработано несколько типов акустооптических приборов.

Одни из них выпускаются промышленностью, например, модуляторы и дефлекторы (устройства для отклонения луча), другие находятся на стадиилабораторных исследований. Изучаются области применения акустооптических приборов.Результаты работ по акустооптике изложены во многих статьях и нескольких обзорах [8, 9, 14, 77], отражающих состояние определенных направлений исследований. До сих пор не предпринималось попыток болееили менее последовательного изложения как теорииакустооптического эффекта, так и принципов построенияприборов, основанных на нем, и условий их применения.Настоящая работа в какой-то мере восполняет этотпробел.Построена она следующим образом.

В гл. 1, в соответствии с классическими работами по акустооптике,излагается общая теория дифракции света на бегущихультразвуковых волнах и выводятся наиболее важныесоотношения. В гл. 2 описываются принцип работы иконструкция модуляторов. Обращено внимание на влия, ние отношения расходимости света и звука на параметры прибора, недостаточно изученное в других работах. Гл. 3 посвящается акустооптическому дефлектору.Описаны различные конструкции дефлекторов и основы3их расчета. В гл. 4 дана теория дифракции в анизотропных средах и принцип работы основанных на нейприборов: дефлекторов и перестраиваемых фильтров.В гл.

5 описаны акустооптические устройства для обработки информации — процессоры, в гл. 6 — методика изготовления пьезопреобразователя, который являетсяобщим элементом всех акустооптических приборов. Сведения о наиболее часто используемых акустооптическихматериалах приводятся в гл. 7.При составлении брошюры использовались как многочисленные научные публикации по акустооптике, таки работы авторов. Материал гл.

1—3, 6 представлен несколько более развернуто, чем остальных, что объясняется направленностью научных интересов авторов.Относительно недавно в печати начали появлятьсяработы по интегральной оптике, в которых рассматривается взаимодействие излучения, распространяющегося в световоде, с поверхностными звуковыми волнами.Есть сообщения о макетах акустооптических устройствна поверхностных волнах. Несмотря на -перспективностьнового направления, в настоящей работе оно не представлено. Оправданием этому может служить отсутствие информации о приборах, использующих акустооптическое взаимодействие на поверхностных волнах, и ограниченный объем брошюры.Авторы благодарны С.

В. Богданову и И. В. Николаеву, прочитавшим рукопись и сделавшим ряд ценных замечаний, а также В. И. Балакшему, взявшему на себятруд научного редактирования.1. Теория акустооптического взаимодействия1.1. Качественное описание явления.Дифракция Рамана—Ната и дифракция БрэггаДифракция света на ультразвуковых волнах былавпервые предсказана Бриллюэном [1] и независимо отнего Мандельштамом [2] в 1921 г., а экспериментальнообнаружена спустя несколько лет Дебаем и Сирсом [3]и Люка и Бикаром [4]. Качественно это явление можнообъяснить следующим образом. Ультразвуковая волна,распространяясь в твердом теле или жидкости, создаетлокальные сжатия и разряжения среды.

Вследствиеэффекта фотоупругости из-за механических напряженийвозникают изменения диэлектрической проницаемости,а следовательно, изменения показателяпреломлениясреды. Таким образом, в среде образуются периодические слои с отличающимся показателем преломления.Эти слои движутся со скоростью звука и следуют другза другом на расстоянии половины длины звуковойволны. При прохождении света через такую слоистуюструктуру возникает дифракция (рис. 1.1).Различают два вида (режима) дифракции, отличающиеся разными дифракционными спектрами: Рамана —Ната и Брэгга. Дифракция Рамана — Ната наблюдаетсяна низких звуковых частотах и при не слишком большойдлине взаимодействия (глубине акустического поля).При нормальном падении света, т.

е. параллельно волновому фронту звуковой волны, дифракционный спектрРамана·—Ната представляет расположенные симметрично по обе стороны от прошедшего пучка равноотстоящие друг от друга дифракционные максимумы. Принаклонном падении света интенсивность максимумов,возникающих по обе стороны от прошедшего пучка,уменьшается, но их угловые направления на них остаются неизменными. Фотографии типичных спектров дифракции Рамана — Ната можно найти в книгах Бергмана[5] и Борна и Вольфа [6]. Угловое направление дифракционных максимумов (рис.

1.1) относительно нуле-його (соответствующего прямо прошедшему свету) определяется формулой 8ίηθτη=ίηλ/Λ, w=0, ±1, ±2, ..., гдеΘ77ΐ — угловое направление на дифракционный максимумrn-го порядка; λ — длина световой волны в веществе;Л — длина звуковой волны. Знак плюс соответствуетмаксимумам, которые расположены с той стороны, кудаотражается свет от фронтов звуковой волны.Рис.

1.1. Ход лучей при дифракции Рамана — Ката при нормальном падении света:/-падающий свет; 2 - звуковаяволна;3 — пьезопреобразователь;4 — дифракционный максимум т-гопорядка; 5 — экранРис. 1.2. Ход лучей при дифракции Брэгга:/ — падающий свет; 2 —звуковаяволна; 3 - дифрагированный свет;4 - прошедший светЧастота света в m-м максимуме сдвинута относительно частоты ω падающего света на величину, пропорциональную акустической частоте Ω, и равна ω-f+mQ.О дифракции Брэгга говорят в том случае, когдадифракционный спектр состоит из двух максимумов,соответствующих значениям т=0 и т=1 (рис.

1.2).Дифракционные максимумы минус первого и высшихпорядков отсутствуют. Интенсивность первого максимума будет наибольшей, если свет падает под углом к волновому фронту акустической волны, удовлетворяющимусловию Брэгга8ίηθΒ = λ/2Λ.(1.1)Угол 6Б, определяемый выражением (1.1), называетсяуглом Брэгга. Дифракция Брэгга имеет место на высоких частотах при большой длине взаимодействия светас акустической волной.6Физическая интерпретация этих двух различных типов дифракции состоит в следующем.

При неизменнойдлине волны света на низких звуковых частотах прималой длине взаимодействия (длине акустическогостолба) направление распространения падающего светавнутри области взаимодействия остается прямолинейными оптическая неоднородность среды, связанная с изменением показателя преломления, влияет только на фазусвета, прошедшего через акустический столб. Для светароль акустической волны в этом случае сводится к созданию движущейся со скоростью звука фазовой решетки с периодом, равным периоду звуковой волны. Такаяситуация соответствует дифракцииРамана — Ната.Дифракция света в режиме Рамана — Ната происходитпо законам дифракции на обычной фазовой решетке, иименно этим объясняется наличие симметричных эквидистантно расположенных дифракционных максимумов.Частоты света в дифракционных максимумах сдвинутысогласно эффекту Допплера вследствие движения фазовой решетки.При увеличении акустической частоты или длинывзаимодействия направление распространения падающего света внутри акустического столба уже нельзя считать прямолинейным, а возникшую периодическуюструктуру — только фазовой решеткой.

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.

Список файлов лабораторной работы