Акустооптические дефлекторы

Однако при выборе материала следует учитывать его акустические потери, которые возрастают пропорционально квадрату частоты возбуждающих ультразвуковых колебаний. Кроме того, нужно учитывать стойкость к лазерному излучению и стойкость к воздействию окружающей среды. Эти факторы ограничивают возможности материала, выбираемого для акустооптического дефлектора. [c.84]

Акустооптические дефлекторы могут быть одномерными и двумерными, позволяющими одновременно производить сканирование по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 52). [c.84]

Каждый из введенных выше параметров М , и играет определенную роль в работе модулирующего устройства. В случае низкой эффективности модуляции rj величина пропорциональна г]. Для учета полосы модуляции А/ следует использовать параметр Mj, который пропорционален величине 2г]/ А/. Значения параметров М , тл для некоторых материалов приведены в табл. 10.1. Эти параметры, хотя формально и выражаются через п, р, р и v, определяются конфигурацией взаимодействия и состояниями поляризации волн. Как будет показано в разд. 10.2, эти параметры можно использовать также для характеристики акустооптических дефлекторов пучка. [c.400]

Одним из наиболее важных применений акустооптического взаимодействия являются дефлекторы оптических пучков. Принцип работы акустооптических дефлекторов в основном такой же, как и у модуляторов, основанных на брэгговской дифракции. Единственное различие состоит в том, что теперь изменяется не амплитуда, а частота звуковой волны. Использование акустооптического взаимодействия позволяет создавать дефлекторы пучков с высоким разрешением. При этом могут быть созданы сканирующие дефлекторы как с произвольной выборкой, так и непрерывно действующие. Основной принцип действия таких устройств иллюстрирует рис. 10.4, а соответствующее объяснение можно дать с помощью рис. 10.5. Для многих приложений важными параметрами таких устройств являются число разрешимых элементов пучка, быстродействие и эффективность. [c.410]

Для иллюстрации характеристик акустооптического дефлектора пучка рассмотрим отклоняющую систему, в которой в качестве среды используется флинт, а частота звука может изменяться от 80 до 120 МГц, т. е. Д/ = 40 МГц. Пусть диаметр оптического пучка равен 1 см. Тогда из табл. 9.3 находим v = 3,1-10 см/с. Следовательно, постоянная времени т равна 3,2 10 с, а число разрешимых элементов равно N тД/ = 130. [c.413]

ПОВЕРХНОСТНЫЕ АКУСТООПТИЧЕСКИЕ ДЕФЛЕКТОРЫ ПУЧКА [c.418]

Поверхностный акустооптический дефлектор пучка является главным элементом в анализаторе спектра ВЧ-сигналов (см. разд. 10.4). [c.419]

Рис. 6.8. Схема лазера на красителе, синхронно-накачиваемого второй гармоникой YAG Nd + лазера с активной синхронизацией мод, без разгрузки резонатора (с) и с разгрузкой (б) 1 — струя накачиваемого красителя, 2 — фильтр Лио, 3 — акустооптический дефлектор, служащий для периодического вывода импульса из резонатора

В акустооптическом дефлекторе с помощью пьезоэлектрического преобразователя в акустооптический материал вводится [c.430]

Полный угол отклонения 0 (например, для акустооптического дефлектора) дается формулой [c.441]

Акустооптические дефлекторы и затворы. Принцип действия акустооптических модуляторов [44, 50] связан с дифракцией [c.215]

Акустооптические дефлекторы и сканеры — устройства для управления направлением светового луча в пространстве на основе явлений акустооптич. дифракции и рефракции. Сканеры предназначаются для непрерывной развёртки луча в дефлекторе имеется набор фиксированных направлений, по которым должен отклоняться световой луч. [c.34]

Рис. 3.5. Акустооптический дефлектор на 500 положений Я,(

Применение акустооптических дефлекторов [c.65]

В гл. 9 было показано, что при взаимодействии световых пучков со звуковой волной в фотоупругой среде возникает много интересных явлений. Эти явления (например, брэгговская дифракция) могут быть использованы при создании модуляторов света, дефлекторов пучков, перестраиваемых фильтров, анализаторов спектра и устройств обработки сигналов. Использование акустооптического взаимодействия позволяет модулировать лазерное излучение или обрабатывать с высокой скоростью информацию, переносимую излучением, поскольку при этом отпадает необходимость в использовании каких-либо механических перемещающихся элементов. Это свойство аналогично электрооптической модуляции с той лишь разницей, что при акустооптическом взаимодействии вместо постоянных полей применяются ВЧ-поля. Последние достижения в применениях акустооптических устройств обусловлены главным образом наличием лазеров, которые генерируют интенсивные когерентные световые пучки, развитием эффективных широкополосных преобразователей, генерирующих упругие волны с частотами вплоть до микроволновых, а также открытием веществ, обладающих замечательными упругими и оптическими свойствами. В данной главе мы изучим различные устройства, основанные на брэгговской дифракции. Будут рассмотрены их характеристики пропускания, эффективность дифракции, рабочая полоса частот и другие параметры. [c.393]

Рассмотрим схему акустооптического спектр-анализатора (рис. 10.15) в случае, когда акустическая волна состоит из многих частотных составляющих. Согласно (10.4.1), каждая частотная составляющая звуковой волны будет приводить к отклонению светового пучка в определенном направлении. Поэтому дифрагированный свет представляет собой некоторое угловое распределение. Если использовать линзу, то в ее фокальной плоскости каждому направлению дифракции светового пучка будет соответствовать определенное пятно. Поскольку эффективность дифракции на каждой частотной составляющей звука пропорциональна ее мощности, распределение оптической энергии в фокальной плоскости пропорционально энергетическому спектру звукового ВЧ-сигнала. Интенсивность оптического излучения в фокальной плоскости обычно измеряется с помощью линейки фотодетекторов. Поскольку работа акустооптического спектр-анализатора основана на одновременном отклонении лазерного пучка во многих направлениях, такие его характеристики, как ширина полосы ВЧ-сигнала и число разрешимых элементов, аналогичны характеристикам дефлекторов пучка. [c.429]

Как показано в табл 1, существуют три основных типа дефлекторов механические, акустооптические и электрооптические. В табл. 1 приведены примеры каждого типа. Количественными [c.430]

Сравнивая этот результат с (10.1.8), получаем, что двулучепрелом-ляющие акустооптические модуляторы в случае неколлинеарной конфигурации взаимодействия не дают увеличения полосы модуляции. Однако требование, накладываемое на угловую расходимость акустического пучка (8ф 8в), в этом случае выполнить легче, что позволяет увеличить длину взаимодействия без уменьшения полосы модуляции и приводит к более высокой эффективности дифракции Г]. Приведенная на рис. 10.3, а конфигурация взаимодействия часто используется при создании акустооптических дефлекторов пучка, в которых звуковой волновой вектор тангенциален поверхности нормалей дифрагированной моды (см. разд. 10.2). [c.408]

Увеличение полосы акустооптического дефлектора пучка было продемонстрировано с помощью сфазированной решетки, схематически показанной на рис. 10.6, в кристалле РЬМоО длиной 3 см [8]. Лазерный пучок (X = 5145 А) отклонялся в такой системе на 2000 разрешимых элементов с постоянной времени 8,5 мкс. При этом была получена ширина полосы 200 МГц. При мощности 0,1 Вт дефлектор отклонял 8% падающей мощности света. [c.413]

Была также продемонстрирована работа двумерного акустооптического дефлектора на основе кристалла РЬМоО [9], в котором используются два одинаковых отклоняющих устройства, расположенных ортогонально друг к другу. [c.413]

Выше при определении параметров акустооптических дефлекторов мы предполагали, что среда является изотропной. Используя дву-лучепреломляющие среды, можно существенно увеличить полосу, а значит, и число разрешимых элементов дефлектора. Рассмотрим изображенную на рис. 10.7 диаграмму акустооптического взаимодействия, в которой плоскость рассеяния (т. е. плоскость векторов кик ) перпендикулярна с-оси одноосного кристалла. Акустический пучок падает таким образом, что для центральной рабочей частоты /q волновой вектор к дифрагированной волны перпендикулярен звуковому волновому вектору Kq. Как мы показали в гл. 9 и в предыдущем разделе, условие Брэгга может выполняться в широком диапазоне частот без использования сильно расходящихся (или управляемых) акустических пучков. Из рис. 9.6 видно, что для широкого диапазона акустических частот угол падения остается почти постоянным, в то время как угол дифракции сильно изменяется. Поскольку в широком диапазоне частот звуковой волновой вектор приблизительно перпендикулярен дифрагированному пучку, падающий световой пучок должен отвечать моде с более высоким значением показателя преломления. В отрицательных одноосных кри- [c.414]

Чтобы увеличить дифракционную эффективность и уменьшить присущую пучку расходимость, ячейки акустооптических дефлекторов часто удлиняют в направлении распространения акустической волны. При этом лазерный пучок фокусируется, образуя эллиптическое пятно, большая ось которого параллельна направлению удлинения ячейки. Такая фокусировка осуществляется цилиндрическими линзами (рис. 8). Плоскость, содержащая дифрагированный и недифрагированный лазерные пучки, параллельна как линии фокусировки, так и оптической оси системы линз. Поэтому ячейку акустооптического дефлектора, отклоняющего пучок вдоль координаты X, помещают на горизонтальной лиши фокусировки, [c.431]

Движение акустической решетки приводит к доплеровскому сдвигу частоты дифрагированного оптического пучка. Поэтому акустооптические дефлекторы следует использовать до светоделителя, расщепляющего пучок на опорный и объектный. При этом необходимо, чтобы оба пучка имели одинаковую длину волны и давали стабильные интерференционные полосы. Наличие допле-ровского сдвига частоты хотя бы у одного из пучков (объектного или опорного) приводит к ухудшению интерференционной картины в точках пересечения этих пучков. [c.432]

Применение тех или иных электронных устройств в значительной степени зависит от того, какими были выбраны главные элементы схемы. Например, если используются акустооптические дефлекторы, то для управления ими необходимы высокочастотные генераторы с линейно регулируемым напряжением. При использовании электрооптическиX дефлекторов возникает необходимость в программно-управляемом высоковольтном источнике питания. [c.438]

Данный способ отклонения плоского лазерного пучка, подробно исследованный в работах [9.108—9.110], по своему принципу повторяет акустооптический дефлектор (см., например, [9.111]). И в том и в другом случае отклонение управляемого светового пучка возникает в результате дифракции на объемной фазовой решетке с измененным пространственным периодом Л. Однако в акустоопти-ческих дефлекторах изменение периода Л происходит в результате изменения частоты звуковой волны, возбуждаемой в объеме акусто-оптической ячейки. В рассматриваемых же дефлекторах на основе ФРК формирование требуемой дифракционной решетки происходит в результате непрерывного одновременного освещения кристалла двумя скрещивающимися плоскими лазерными пучками (рис. 9.18, а). Изменение же ее периода происходит при сохранении углов падения 0 записываемых световых пучков только за счет изменения их длины волны [c.245]

В акустооптических дефлекторах эта проблема, как правило, преодолевается использованием анизотропной (межмодовой) дифракции в специальной широкополосной геометрии, предложенной впервые в [9.112] (рис. 5.12, а). Ее применение позволяет расширить допустимый угол отклонения продифрагировавшего пучка до величины [c.246]

Построена она следующим образом. В гл. 1, в соот-тствии с классическими работами по акустооптике, лагается общая теория дифракции света на бегущих ьтразвуковых волнах и выводятся наиболее важные отношения. В гл. 2 описываются принцип работы и нструкция модуляторов. Обращено внимание на влия-е отношения расходимости света и звука на пара- тры прибора, недостаточно изученное в других рабо-X. Гл. 3 посвящается акустооптическому дефлектору, писаны различные конструкции дефлекторов и основы [c.3]

Предварительно сделаем следующее замечание, стотная характеристика АОМ (ее не следует смещи с частотной характеристикой дефлектора, которая б рассмотрена в 3.2) определится совокупным влия частотной характеристики системы возбуждения 31 (пьезопреобразователем, согласующей системой и т и собственной частотной характеристикой модулят обусловленной особенностями акустооптического вза действия. Будем рассматривать только собственную стотную характеристику АОМ, пренебрегая влия тракта модулирующего сигнала, т. е. будем считать, акустическая мощность не зависит от частоты. То самое будем впоследствии предполагать и по отноше к акустооптическим дефлекторам. [c.32]

При работе любого акустооптического устройства в последнем пикают температурные градиенты вследствие выделения тепла феобразователе, звуковом столбе и звукопоглотителе. Они вызы-эт искажения оптических характеристик звукопровода и соот-ственно искажения полей как прощедшего, так и дифрагирован-0 пучков. Тепловая фокусировка в акустооптических устройствах халькогенидных стеклах и прустите была рассмотрена в работе в работе [24] исследовано влияние тепловыделения на ха- теристики акустооптических дефлекторов на молибдате свинца, этом параграфе даны рекомендации по уменьщению тепловых ажений в акустооптических модуляторах на стеклах. [c.43]

Акустооптические дефлекторы (АОД) работают со световыми пучками, расходимость которых значительно меньще расходимости звукового поля, т. е. при а 1. Легко видеть, что в этом случае распределение поля дифрагированного света идентично распределению поля падающего света. Действительно, как показано в 1.7, при а<с1 в выражении (1.48) можно пренебречь вторым множителем. Тогда распределение поля дифрагированного света в дальней зоне определится фурье-преобразованием (1.49) от распределения поля падающего света (1.40) на апертуре дефлектора. Эта особенность позво-1—357 49 [c.49]

Акустооптика изучает взаимодействие оптических волн с акустическими в различных веществах. Возможность такого взаимодействия впервые предсказал Бриллюэн в 1922 г., а затем ее экспериментально проверили в 1932 г. Дебай и Сиарс в США и Люка и Бигар во Франции. При взаимодействии света со звуковыми волнами наиболее интересное явление представляет собой дифракция света на акустических возмущениях среды. При распространении звука в среде возникает соответствующее поле напряжений. Эти напряжения приводят к изменению показателя преломления. Такое явление называется фотоупругим эффектом. Поле напряжений для плоской акустической волны является периодической функцией координат. Поскольку показатель преломления среды претерпевает периодическое возмущение, возникает явление брэгговской связи, как показано в гл. 6. Акустооптическое взаимодействие является удобным способом анализа звуковых полей в твердых телах и управления лазерным излучением. Модуляция света при акустооптическом взаимодействии находит многочисленные применения, в том числе в модуляторах света, дефлекторах, устройствах обработки сигналов, перестраиваемых фильтрах и анализаторах спектра. Некоторые из этих устройств мы рассмотрим в следующей главе. [c.343]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...