Показатель преломления акустически

Показатель преломления акустический 155, 178 [c.277]

Материал Показатель преломления п Акустическая скорость см/с Длина световой волны, мкм [c.84]

Это выражение в точности совпадает с коэффициентом отражения брэгговского отражателя [см. (6.6.10)]. Характеристики акустического взаимодействия с противоположно направленными волнами аналогичны характеристикам брэгговского отражателя, за исключением того, что модуляция показателя преломления, создаваемая звуковой волной, перемещается в пространстве. Поскольку скорость звука пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света, периодическое возмущение, вызванное звуковой волной, является, по существу, стационарным. Следовательно, все результаты, полученные в разд. 6.6 для брэгговских отражателей, можно использовать для описания акустооптического взаимодействия противоположно направленных волн. [c.379]

Для расчета эффективностей дифракции, отвечающих каждому дифракционному порядку, рассмотрим в среде тонкий слой, в котором акустическая волна создает модуляцию показателя преломления в виде бегущей волны [c.382]

Если вещество представляет собой фотоупругую среду, то поле напряжений, индуцированное поверхностной акустической волной, приводит к периодическому изменению показателя преломления. Это периодическое изменение диэлектрической проницаемости действует как поверхностная решетка и также приводит к дифракции света. Однако в этом случае эффективная длина взаимодействия оказывается порядка длины звуковой волны Л и наблюдаемые эффекты малы [5, 6] по сравнению с эффектами, возникающими при волнообразном возмущении поверхности. [c.384]

Другим видом электрооптической тонкопленочной модуляции является использование двумерной брэгговской дифракции волноводной моды на пространственной периодической модуляции показателя преломления. Периодическое изменение показателя преломления можно получить с помощью периодического электрического поля, создаваемого гребенчатой электродной структурой, показанной на рис. 11.19. Этот случай формально аналогичен случаю брэгговского рассеяния на звуковой волне (см. гл. 9), когда модуляция показателя преломления была обусловлена акустической деформацией. [c.492]

Скорость отклика определяется скоростью распространения акустической волны s через поперечное сечение пучка. Время установления стационарного значения нелинейности показателя преломления /s = o/ s. [c.14]

Изменение показателя преломления веществ под действием акустических волн может быть использовано для отклонения у пучков оптических лучей (табл. 34.13). [c.778]

К тепловым методам относятся также способы регистрации оптико-акустического сигнала по зависимости показателя преломления сред от температуры. [c.545]

Рассмотрим упрощенную теорию метода, базируясь на представлениях геометрической оптики. Акустическая волна, распространяющаяся в прозрачном для света веществе, создает в нем периодическое распределение показателя преломления. Образовавшаяся периодическая структура действует подобно фазовой дифракционной решетке, эффективно дифрагирующей падающий свет. Если направление пучка света приблизительно параллельно фронту акустической волны, а его путь через акустический пучок относительно мал, то выполняется условие [c.212]

Исследования оптико-акустического метода показали, что в процессе дифракции монохроматического света на УЗК происходит перенос пространственно-углового спектра этого поля в пространственно-угловой спектр оптических дифракционных порядков. Ультразвуковое поле в прозрачной для света среде является результатом интерференции прямой акустической волны, создающей периодическое пространственно-временное распределение оптического показателя преломления среды, и рассеянной волны, нарушающей периодичность этого распределения. Прямая волна действует на свет как регулярная фазовая решетка, создающая оптический спектр в виде набора дифракционных по- [c.214]

В табл. 3-4 указаны показатели преломления для различных материалов, находящихся в воде и керосине, из которых изготовляют акустические линзы. [c.85]

При рассеянии света резонансной линии ртутной лампы (X = 253,65 нм) в кристалле алмаза под углом 6 = 90° к направлению падающего пучка были найдены две пары смещенных компонент с 6А = 0,052 нм и бЯ = 0,032 нм. (Речь идет о смещении относительно центральной — несмещенной — компоненты.) Определить скорости продольной и поперечной акустических волн в алмазе. Показатель преломления алмаза п — 2,42, [c.614]

Теперь мы рассмотрим взаимодействие акустических и оптических волн. При упругих деформациях среды меняется ее коэффициент преломления. Это явление хорошо известно и используется для анализа напряжений оптическими методами. Давно известно и явление изменения показателя преломления с изменением плотности при гидростатическом сжатии. Распространение световых волн в среде при наличии периодических упругих деформаций. систематически исследовалось Бриллюэном I [c.150]

Будем считать, что все акустические величины, в том числе акустическая скорость у зависят от времени посредством множителя ехр (—10)/). Турбулентность предполагаем замороженной , хотя пульсации скорости ветра и и температуры зависят от времени, однако их частоты малы по сравнению с частотой звука со. Кроме того, как и в 3, считаем, что справедлива линейная акустика. При этих предположениях волновое уравнение для распространения звука в среде со случайными неоднородностями показателя преломления с точностью до членов первого порядка и, Т имеет вид (вывод этого уравнения можно найти в [10, 14, 151) [c.183]

Система акустического зондирования может быть применена и для исследования неоднородностей показателя преломления, вызванного турбулентностью в море, в том числе для исследования внутренних волн. Используя усовершенствованный эхолот, можно рассматривать слабые сигналы рассеяния звука от неоднородностей морской воды (изменение плотности, температуры, скорости звука, солености [30]). Весь этот цикл работ наряду с данными, полученными другими методами, показал, что об атмосфере и об океане лишь в самом грубом приближении можно говорить как [c.187]

Простая акустическая линза может быть получена путем заполнения тонкой сферической оболочки жидкостью, имеющей показатель преломления больше единицы. Акустические лучи в плоской волне, падающей на поверхность, будут сходиться за счет рефракции внутри сферы. [c.110]

Путем выбора значения показателя преломления лучи можно заставить сходиться в небольшой области на поверхности линзы или внутри сферы. Интенсивность акустического поля в такой локальной области будет превышать интенсивность в падающей волне. [c.110]

Флуктуации показателя преломления в океане резко анизотропны и описываются корреляционной функцией (9.1) (Z l 1 . Акустическая волна проходит расстояние г один раз по горизонтали, другой раз по вертикали. Найти отношение дисперсий флуктуаций фазы для этих трасс. [c.257]

ИНТЕРФЕРОМЕТР — прибор, основанный на явлении интерференции волн. В соответствии с природой волн существуют интерферометры акустические для звуковых волн и И. для ол.-магн. воли. К последним относятся онтич. И. и радиоинтерферометр. В данной статье расс.матриваются оптич. И., к-рые получили наиб, распространение как приборы для измерения длин волн спектральных линий и их структуры для из.мере-ния показателей преломления прозрачных сред в метрологии для абс. и относит, измерений длин и перемещений тел, измерения угл. размеров звёзд (см. Интерферометр звкздпъьй) для коитроля формы, микрорельефа и деформации поверхностей оитич. деталей и чистоты мета ллич. поверхностей и пр. [c.170]

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]

При п - п мы снова получаем брэгговское условие дифракции (9.2.3), если в = в. Для иллюстрации эффекта анизотропии рассмотрим случай брэгговской дифракции в одноосном кристалле (например, в кристалле LiNbOj). Предположим, что как световой пучок, так и акустическая волна распространяются в плоскости, перпендикулярной оптической оси кристалла (оси с). Падающий световой пучок линейно поляризован в направлении, параллельном оси с, так что он отвечает необыкновенной моде кристалла с показателем преломления п. Дифрагированный световой пучок предполагается [c.360]

До сих пор мы ограничивались рассмотрением взаимодействия светв с объемной звуковой волной в материальных средах, В фото-упругой среде объемная звуковая волна приводит к образованию объемной фазовой решетки. Вследствие периодической модуляции показателя преломления свет испытывает в такой среде дифракцию. Поверхностные акустические волны (волны Рэлея) распространяются в свободном пространстве вблизи полубесконечной среды, причем их акустическая энергия концентрируется в приповерхностном слое толщиной порядка длины звуковой волны. Под действием поверхностной акустической волны оптические свойства вещества также изменяются. В 1967 г. появилось первое сообщение Иппена [6] об экспериментальном наблюдении дифракции света на рэлеевских волнах в кварце. Такая дифракция света может возникать вследствие двух различных причин [c.384]

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]

Недавно была продемонстрирована [II] возможность брэгговского взаимодействия между поверхностными акустическими волнами и оптическими направляемыми волнами (см. гл. II) в тонкопленочных диэлектрических волноводах. Поскольку эффективность дифракции Г] [см (IO.I.II)] зависит от интенсивности звука локализация акустической энергии вблизи поверхности (на глубине Л) приводит к низкой мощности модуляции или переключения. На рис. 10.9 схематически изображена экспериментальная установка, в которой как поверхностная звуковая волна, так и оптическая волна направляются в одном кристалле LiNbOj. Диэлектрический волновод образуется вследствие диффузии Li из поверхностного слоя порядка 10 мкм, что приводит к увеличению показателя преломления в этой области. На рис. 10.10 представлена фотография пятен отклоненных световых пучков, когда частота звука в дефлекторе изменялась [c.418]

Процесс ВРМБ можно описать классически как параметрическое взаимодействие между волнами накачки, стоксовой и акустической. Благодаря электрострикции накачка генерирует акустическую волну, приводящую к периодической модуляции показателя преломления. Индуцированная решетка показателя преломления рассеивает излучение накачки в результате брэгговской дифракции. Поскольку решетка движется со звуковой скоростью частота рассеянного излучения испытывает доплеровский сдвиг в длинноволновую область. В квантовой механике такое рассеяние описывается как уничтожение фотона накачки и одновременное появление стоксова фотона и акустического фонона. Из законов сохранения энергии и импульса при рассеянии вытекают соотношения для частот и волновых векторов трех волн [c.258]

Акустооптические ПВМС являются одними из наиболее быстродействующих. Они используют дифракцию света на решетке показателя преломления, возбуждаемой объемной упруюй во. тной в оптически и акустически прозрачной среде вследствие явления фо-тоунругости [10, 11, 102], [c.114]

Для расчета усиления ультразвука в фокусе собирательной линзы необходимо учитывать, кроме волновых сопротивлений, такие факторы, как зависимость коэффициента прохождения волны через линзу от угла падения, от поглощения ультразвука в материале линзы, влияние нелинейных эффектов иа фокусирование ультразвука. С детальным расчетом ультразвуковых фокусирующих устройств можно познакомиться по недавно изданной книге И. И. Каг.езского [60]. ]-1а рис. 42 приведена теневая фотография ультразвукового пучка, сфокусированного акустической линзой. (1 (мне-вой метод ви 5уализации ультразвуковых полей сводится к просветлению участков среды с измененным о1 тнческим показателем преломления [12]. Поско.1ьку последний меняется в фазе с плотностью, т. е. с давлением, то теневая фотография, экспонируемая в течение времени, значительно превышающего период ультразвуковых колебаний, регистрирует общее просветление области среды, занятой ультразвуковым пучком, позволяя изучить его структуру и геометрию). [c.156]

Частотный диапазон этого метода ограничен в основном шумами источника пробного излучения и фотоприемника, а также (при косвенной регистрации) диаметром луча. Диагностика по этому методу сопряжена с трудностями разделения температурного и акустического полей. Тем не менее этот метод широко распространен, в частности, в оптотермической микроскопии. Изменения показателя преломления можно определить также интерферометрическими, гетеродинными и другими подобными методами. [c.546]

Передающая апертура и приемники с входным диаметром 0,2 мм были разнесены на расстояние примерно 50—80 см. Переносные отражатели устанавливались в поле на расстоянии 100 м. На таких V-образных трассах можно уже не учитывать эффекты, связанные с двухкратным прохождением излучения по одним и тем же неоднородностям показателя преломления (см. гл. 7 и 8, [16]). Высота луча над подстилающей поверхностью составляла 1,5—2 м. Эксперимент сопровождался определением перпендикулярных каждой трассе составляющих скорости ветра и их флуктуационных компонент с помощью акустических анемометров фазового типа и модифицированного анеморумбометра М-49. [c.113]

Наиболее быстрым является электронный механизм установления нелинейной добавки к показателю преломления (10" с). Время переориентации анизотропных молекул имеет порядок 10 с. Электрострикцион-ный механизм изменения показателя преломления связан с генерацией в среде акустических волн и имеет характерное время установлешя порядка 10 с. Возможны и другие механизмы изменения показателя преломления под действием падающего излучения лазера, например изменение температуры среды, изменение концентрации молекул или атомов, изменение распределения зарядов в фоторефрактивных кристаллах, таких как ВаТЮз. Эти механизмы имеют еще большее характерное время установления. [c.189]

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]

Звуковые поля могут быть зарегистрированы с помощью фазо-и амплитудо-чувствительных волоконно-оптических датчиков. Такие датчики содержат источник света (лазер), оптико-волоконную сисге-му, частично или полностью подвергаемую воздействию звукового тюля, оптический детектор и схему обработки сигналов. Расщепленный луч лазера направляется на опорный и регистрирующий волокошю-оптические элементы. Звуковая волна изменяет фазу света в рех и-стрирующем элементе, поэтому сдвиг фаз в двух элементах после сложения их выходных световых пучков приводит к изменению амплитуды. Сдвиг фазы обусловлен изменением длины элемента и показателя преломления волокна. При больших длинах чувствительного волокна (свиваемого в плоскую катушку) чувствительность подобных преобразователей в воде намного превосходит чувствительность пьезоэлект]ЭИ-ческих гидрофонов (рис. 4.5). Можно надеяться на эффективное использование волоконно-оптических преобразователей для регистрации акустических волн через воздух. [c.88]

ЛЙНЗА акустическая, устройство для фокусировки звука путём изменения длины пути, проходимого акустич. волной, и её преломления (рефракции) на граничных поверхностях. Свойства Л. определяются свойствами материала линзы и окружающей её среды и формой преломляющих поверхностей линзы. Показатель преломления Л. п=сх с , где Сз и j — скорости волн в материале линзы и в окружающей среде соответственно. При >1 < i) собирающая линза имеет хотя бы одну выпуклую преломляющую поверхность и наз. замедляющей. При п<1 ( 2> i) собирающая Л. имеет хотя бы одну вогнутую преломляющую поверхность и наз. ускоряющей. Материал для Л. должен обладать миним. затуханием и волновым сопротивлением, близким к волновому сопротивлению окружающей среды. Л. изготавливают из тв. материалов, жидкостей и газов. В последних двух случаях используют оболочку, обеспечивающую макс. прохождение энергии и незначит. отклонение лучей при преломлении. Ускоряющие Л. обла- [c.348]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...