Рамана дифракция

В акустооптическом модуляторе 3 возбуждаются две бегущие в ортогональных направлениях ультразвуковые волны. Перетяжка лазерного пучка проектируется объективом 2 в акусто-оптический модулятор, в область пересечения бегущих, ортогонально направленных ультразвуковых волн. Вследствие дифракции Рамана—Натовского на выходе модулятора образуются четыре дифрагированных в один порядок световых пучка, попарно [c.301]

Рис, 3. Схема дифракции Рамана — Ната. [c.678]

ДИФРАКЦИЯ РАМАНА — НАТА [c.380]

Пусть эта волна при z = О падает на тонкий слой среды, в которой распространяется звуковая волна. В режиме дифракции Рамана — Ната (Q < 1) длина взаимодействия L достаточно мала, так что такой периодически возмущенный слой (О < z < L) действует как фазовая решетка. Иными словами, при прохождении света через возмущенную область О < z < L происходит лишь модуляция фазы плоской волны. Таким образом, прошедшую волну можно записать в виде [c.382]

РИС. 10.1. Акустооптические модуляторы света, а — режим дифракции Рамана-Ната б — режим брэгговской дифракции. [c.394]

Особенное внимание в настоящей работе уделяется эффектам, уже нашедшим техническое применение или весьма перспективным для таких применений, а именно линейному эффекту Поккельса, квадратичному эффекту Керра, эффекту Франца — Келдыша, дифракции Брэгга и Рамана — Ната. Многие эффекты, имеющие мес-го в жидких кристаллах, так же как и магнитооптические, упоминаются здесь лишь для полноты картины — они описаны в других монографиях. По остальным эффектам даются лишь краткие характеристики наряду с оценками их вероятного использования. [c.196]

В общем случае свет, распространяющийся в среде, в которой присутствует ультразвуковая волна, испытывает дифракцию. Это обусловлено возникновением в звуковой волне упругих деформаций среды, приводящих к периодическому изменению ее показателя преломления п. Образующаяся структура эквивалентна дифракционной решетке с периодом, равным длине волны звука Л. Управляемое изменение амплитуды или частоты (длины) волны ультразвука соответственно изменяет характер процесса дифракции света на ультразвуке, создавая возможность управления амплитудой, фазой и направлением пучка света, проходящего через среду, в которой распространяется ультразвук. В зависимости от соотношения между длинами волн света X, звука Л и длиной их взаимодействия L различают два типа дифракции Рамана—Ната [c.221]

Рис. 7.9. Схема дифракции света на ультразвуке а — дифракция Рамана — Ната б — дифракция Брэгга

Еслн I с 1, то имеет место дифракция Рамана — Нота [28]. В акустооптических затворах этот вид дифракции, как правило, ие реализуется. [c.331]

Рис. 13.2. Дифракция Рамана — Ната.

В области низких звуковых частот эффективная дифракция имеет место, когда свет падает нормально на звуковой пучок это т. н. дифракция Рамана — Ната, в результате к-рой энергия падающего излучения распределяется среди многих порядков дифракции. Как брэгговская дифракция, так и дифракция Рамана — Ната широко используются и в современной технике, и в различных физич. исследованиях. [c.33]

Акустооптические устройства обработки информации — процессоры. Акустооптич. приборы, рассмотренные выше, служат основой при создании различных функциональных устройств для обработки СВЧ сигналов (т. н. процессоров), к-рые в отличие от цифровых вычислительных машин позволяют обрабатывать информацию в реальном масштабе времени. Для выполнения такой обработки необходимо предварительное преобразование радиосигнала в звуковой. Параллельная обработка данных осуществляется путём одновременного считывания всей запасённой в звуковом импульсе информации при дифракции света на звуковом сигнале. Различают низкочастотные процессоры, использующие дифракцию Рамана — Ната и эффективные в области частот до 100 МГц, и высокочастотные брэгговские процессоры, работающие при / > 100 МГц. [c.36]

Размер зрачка фокусирующей системы 367 Размерная обработка материала 212 Рамана — Ната дифракция 128 Распространение ультразвука 291 [c.399]

Согласно теории Рамана и Ната [9], измерив угол дифракции б, можно найти длину звуковой волны и, следовательно, скорость звука. Соответствующее соотношение имеет вид [c.336]

Если, например, в тело входит идеальная ударная волна, то вместе с ее фронтом через среду проходит и соответствующая область с измененным преломлением света, и на устройстве щелевой оптики обнаруживается просветление. Если в среду входит звуковая волна с большим числом колебаний, то возникает пространственная структура с изменяющимся коэффициентом преломления. Если звуковое поле имеет лишь малую протяженность в направлении лучей света (рис. 8.18), то звуковая волна действует как настоящая фазовая решетка, постоянная которой определяется длиной звуковой волны. Упомянутая пространственная структура влияет на фазу световой волны, и на элементах решетки (в точках экстремального значения давлений и коэффициента преломления) рассеянный свет усиливается по принципу Гюйгенса в определенных направлениях ( порядки дифракции ), а в промежутках между ними свет не отклоняется [307, 935]. Следовательно, свет отклоняется (подвергается дифракции) как на обычной (амплитудной) решетке, как показано на рис. 8.18. В этом случае говорят о дифракции Рамана — Ната. [c.181]

Дифракция Рамана—Ната и дифракция Брэгга [c.5]

При имеет место дифракция Рамана — [c.8]

Рентгеновский абсорбционный микроанализ. Для решения ряда практических задач может быть использован метод рентгеновского абсорбционного микроанализа (РАМА). При этом методе, который является составной частью рентгеновской проекционной микроскопии (РПМ), не требуется сложная дорогостоящая аппаратура. Метод РПМ основан на получении увеличенной теневой проекции объекта в расходящемся пучке рентгеновского излучения, испускаемого точечным источником. Разрешение ироекцион-ного метода, лимитируемое размерами источника (величиной полутени) и френелевской дифракцией, достигает [c.498]

Смещение частоты 2 в световом пучке может быть осуществлено применением двухчастотного лазера [53] или однополосного частотного оптического модулятора. Частотные модуляторы могут быть выполнены на акустооптических ячейках с дифракцией Брэгга или Рамана — Натовского на бегущих ультразвуковых волнах [100, 174]. В результате дифракции на бегущей ультразвуковой волне в дифракционных порядках имеет место допле-ровский сдвиг частоты, пропорциональный скорости движения волны. Обычно в ЛДИС акустооптические ячейки совмещают функции лучевого расщепителя и однополосного частотного модулятора. Однако возбуждение бегущей ультразвуковой волны в акустооптической ячейке осуществляется в узкой полосе частот. Это ограничение связано с резонансными свойствами возбудителя и геометрией активной среды. Резонансные свойства ограничивают возможность перестройки частоты в акустооптическом модуляторе. [c.298]

В процессоре для фурье-разложения сигнала с использованием дифракции Рамана — Ната (рис. 3) монохроматпч. свет падает на АОЯ 1, в к-рой распространяется. звуковой сигнал, являющийся пространственным изображением электрич, сигнала S (t) на входе АОЯ. В результате в фокальной плоскости аа ЛИН.ЗЫ 2 возникает распределение интенсивности све- [c.49]

Рис. i. Зависимость интенсивности света, от-илонённого в раз.пичные иор 1дки при дифракции Рамана — Иата, от длины взаимодействия L или амплитуды деформации в звуковой волну.

Акустооптическое взаимодействие можно использовать для создания различных модуляторов света. При этом можно реализовать как амплитудные модуляторы, так и преобразователи частоты. Такие модуляторы могут работать либо в режиме дифракции Рамана — Ната, либо в режиме брэгговской дифракции. Первый акусто-оптический модулятор [1, 2] работал в режиме Рамана — Ната на частотах ниже 10 МГц. Принцип действия такого модулятора иллюстрирует рис. 10.1. В соответствии с полученными в гл. 9 результатами амплитуда дифрагированной волны в первом порядке пропорциональна 7j (кЛпЬ), где кЛпЬ — индекс модуляции, кото- [c.393]

ЮЛ. Акустооппгические модуляторы Рамана — Наша, Длина взаимодействия L модулятора света, работающего в режиме дифракции Рамана — Ната, должна удовлетворять условию [c.434]

При больших значениях несущих частот, порядка 100 МГц и 6o.iee, п ПВМС легко реализуется условие дифракции Брэгга где / — толщина модулятора в направлении распространения света,- при выполнении обратного условия имеет место дифракция Рамана — Ната. По сравнению с ней брэгговская дифракция обеспечивает более широкую допустимую полосу рабочих частот Д/ и более высокую эффективность преобразования исходного электрического сигна.ш в световой. Эта эффективность возрастает с увеличением длины взаимодействия I оптической и [c.116]

Как следует из приведенных соотношений, использование режимов дифракции Рамана—Ната или Брэгга позволяет осуществить управление фазой, амплитудой и направлением световых пучков, воздействуя на них ультразвуковыми колебаниями среды. Акустооптические устройства могут быть созданы как на объемных, так и на поверхностных акустических волнах. Их основные характеристики будут кратко рассмотрены в 7.7. Здесь ограничимся указанием на то, что эффективность практически всех акус-тоаптических устройств пропорциональна критерию Мг, а энерго-лотребление об ратно пропорционально М2 [c.223]

На рис. 189 даны распределения интенсивности на нулевой слоевой рентгенограмм рами и фортизана и теоретическая кривая одномерной дифракции по (68) при Драд = 0,8 А, обнаруживающая удовлетворительное совпадение с опытом. [c.286]

Рис. 189. Распределение интенсивности на нулевой слоевой рентгенограммы рами (/) и фортизана II) (рис. 187, 188) (пунктиром приблизительно выделена одномерная дифракция) и теоретическая кривая одномерной дифракции (III) [15]

Метод выделения /ам из общей кривой интенсивности путем проведения плавной кривой позволяет заключить, что чаще всего эта величина, а значит и Рам, завышается, и, следовательно, процент кристаллической составляющей Ркр занижается [17]. Действительно, в плавную кривую /ам легко вобрать слабые, сливающиеся между собой и с фоном, рефлексы кристаллической фазы, особенно при больших углах рассеяния. Ввиду близости характера упаковки молекул в кристаллической и аморфной фазе наиболее сильные рефлексы первой обычно располагаются, как мы уже упоминали, там же, где и диффузные ореолы второй. Поэтому трудно отделить широкую подошву кристаллических линий от ореола, и часть этой подошвы может также быть отнесена к /ам. Далее, несовершенства кристаллической фазы и особенно искажения первого рода в ней — типа застывшего теплового движения, а также истинное тепловое движение дают фон (1 — который также нельзя отделить от рассеяния аморфной фазой. Нужно еще учесть фон, даваемый одномерной дифракцией, учесть, наконец, что переходные зоны между кристаллической и аморфной фазой, обладающие паракристаллическим строением, дают очень широкие дальние рефлексы, которые также невозможно выделить из /ам- Таким образом, мы видим, что выделение /кр только в виде резких пиков недостаточно, часть рассеяния кристаллической фазой приходится и на плавный фон, который обычно ассоциируют только с рассеянием аморфной фазой. Таким образом, определение Ркр но интенсивности резких пиков дает, вообще говоря, лишь нижний предел этой величины, а Рам но плавному фону — завышенную величину. Можно думать, что это завышение составляет не менее десяти процентов. [c.344]

Согласно феноменологическим расчетам, выполненным для случая воздействия на слой жидких кристаллов стоячих поверхностных акустических волн типа Гуляева — Блюштейна [27], дифрагированное поле при этом имеет несколько максимумов различной интенсивности, что напоминает дифракцию Рамана — Ната. Воздействие на нематический жидкий кристалл поверхностной волны рэлеевского типа анализировалось в работе [29] также с учетом только сдвиговых колебаний. Определялась так называемая средняя прозрачность , или средняя интенсивность прошедшего света (иормкрппаииая по отношению к падающему) для системы, состоя- [c.352]

Явление электрооптического эффекта в активных диэлектриках использовано в решеточных дифракционных дефлекторах. На поверхность волноводного слоя наносится гребенка из встречно-штыревых электродов, к Которым прикладывается управляющее напряжение, изменяющее значение показателя преломления волновода и тем самым создающее электрооптическую фазовую решетку. При выполнении условий фазового синхронизма в зависимости от параметров решетки встречно-штыревых электродов наблюдается дифракция в режиме Брэгга или Рамана — Ната (рис. 8.4, б). Эффективность дифракции на электроопти-ческой фазовой решетке определяется аналогично выражению (8.23). Интеграл перекрытия полей волноводной моды и электрического поля в электродной системе [7] [c.151]

Акустооптич. модулятор представляет собой АОЯ, в к-рую вводится амплитудно-модулированный звуковой сигнал. Падающий на АОЯ свет частично дифрагирует на звуке отклонённый луч принимается фотоприёмным устройством. В модуляторах используется как брэгговская дифракция, так и дифракция Рамана — Ната. Основные характеристики акустооптич. модулятора его эффективность т], полоса пропускания А/ и быстродействие т. Как быстр0де11ствие, так и максимальная ширина полосы определяются временем прохождения звука через апертуру светового луча [c.35]

Рис. 5. Зависпмость интенсивности света, отклонённого в различные порядки при дифракции Рамана — Ната от длины взаи-модействрш Ь или амплитуды деформации 8о в звуковой волне.

Применение акустооптич е с к о й дифракции. Д.с. на у. позволяет определять по изменению интенсивности света в дифракционных спектрах характеристики звукового поля (звуковое давление, интенсивность звука и т. п.), практически не возмуш ая поля. С помо-ш,ью Д.с. на у. измеряют поглош ение и скорость ультразвука в дхшпазоне частот от нескольких МГц до нескольких ГГц (в жидкостях) и до нескольких десятков ГГц (в твёрдых телах), модули упругости 2-го и 3-го порядков, упругооптич. и магнитоупругие свойства материалов. Возможность спектрального анализа звукового сигнала акустооптич. методами позволяет исследовать отклонение формы профиля звуковой волны от синусоидальной из-за нелинейных искажений (см. Нелинейные эффекты). Для низкочастотного звука такое отклонение связано с асимметрией в пнтенсив-ностях спектров положительных и отрицательных порядков при дифракции Рамана—Ната. В случае высокочастотного звука нелинейные эффекты проявляются в появлении дифракционных максимумов 2-го и более высоких порядков при брэгговской дифракции. Д. с. на у. применяется для модуляции и отклонения света, в различных устройствах акустооптики (в модуляторах света, дефлекторах, фильтрах). Широко используется Д. с. на у. при оптико-акустич. обработке сигналов, для приёма сигналов в УЗ-вых линиях задержки и др. [c.131]

Этот метод был описан в разделе 8.6 (рис. 8.18, дифракция Рамана — Ната). Вместо упоминавшегося там фотоэлемента для получения электрического сигнала отклоненный луч может быть также отброшен и на экран. В таком случае способ может быть использован для визуализации звуковых полей. При использовании импульсов неподвижное изображение может быть получено [1116] стробоскопическим освещением и синхронизацией с передатчиком. Изменением промежутка времени между звуковым п световым импульсами звуковой импульс может быть сделан видимым в различных местах своего иути. [c.296]

Оптическая томография применяется для визуализации акустического поля ультразвуковых излучателей 1101], которые широко используются в неразрушающей дефектоскопии и медицине. В даннсп работе различные проекции акустического поля получаются за счет вращения излучателя в плоскости верхней грани звуко-провода вокруг заданной оси. Зондирующий лазерный пучок света, ось которого перпендикулярна этой оси, испытывает дифракцию на исследуемом акустическом поле. Проекция акустического поля, как >1 Само поле, является комплексной функцией. Амплитуда проекции пропорциональна параметру Рамана—Ната, который в свою очередь определяется из интенсивности дифрагированною света. Поэтому в [101] предлагается амплитуду проекционных данных извлекать из распределения интенсивности света в изображении нулевого порядка дифракции. Однако фазу проекции акустическо- го псля получить из этих измерений нельзя. Для ее восстановления в работе используются различные итерационные алгоритмы типа -алгоритма Гершберга. После реконструкции фазы проекции про- [c.103]

Различают два вида (режима) дифракции, отличаю-ся разными дифракционными спектрами Рамана — а и Брэгга. Дифракция Рамана — Ната наблюдается [изких звуковых частотах и при не слишком большой 1е взаимодействия (глубине акустического поля). [c.5]

Физическая интерпретация этих двух различных ти-дифракции состоит в следующем. При неизменной ие волны света на низких звуковых частотах при ой длине взаимодействия (длине акустического [ба) направление распространения падающего света ри области взаимодействия остается прямолинейным 1тическая неоднородность среды, связанная с изме-1ем показателя преломления, влияет только на фазу а, прошедшего через акустический столб. Для света 3 акустической волны в этом случае сводится к соз- ю движущейся со скоростью звука фазовой решет- периодом, равным периоду звуковой волны. Такая ация соответствует дифракции Рамана — Ната. ракция света в режиме Рамана — Ната происходит законам дифракции на обычной фазовой решетке, и 1Но этим объясняется наличие симметричных экви- антио расположенных дифракционных максимумов, готы света в дифракционных максимумах сдвинуты асио эффекту Допплера вследствие движения фазо-решетки. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...