АКУСТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

ГЛАВА 10 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА [c.393]

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]

ОБЪЕМНЫЕ И ИНТЕГРАЛЬНЫЕ АКУСТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА [c.226]

Три основные характеристики дифрагированного на звуке пучка света амплитуда, направление и частота — используются соответственно в трех основных типах акустооптических устройств модуляторах, дефлекторах и устройствах сдвига частоты. В ряде устройств дополнительно используются возможности, создаваемые учетом поляризации световой и акустической волн. [c.226]

П/Выход Акустооптическое устройство [c.370]

Экспериментально этот эффект наблюдался в работе [30]. Кривые для интенсивностей постоянной и переменной составляющих света, прошедшего через слой жидкого кристалла и два скрещенных НИКОЛЯ, от амплитуды смещений пластины, полученные в этой работе, приведены на рис. 13.9. В отсутствие возбуждения и при очень малых колебаниях фотоприемник на выходе системы регистрировал слабую высокочастотную составляющую, связанную с шумами лазерного излучения. При превышении амплитудой смещений I некоторого значения (на частоте 296 Гц п=1.2 мкм) в прошедшем свете наблюдалась составляющая с удвоенной частотой модуляции, величина которой возрастала с ростом I. По достижении максимума спектральный состав переменной составляющей прошедшего света менялся, что можно было наблюдать по искажению профилей осциллограмм. Для постоянной составляющей наблюдалась во многом аналогичная картина. Таким образом, зависимости переменной (на двойной частоте) и постоянной составляющих света, прошедшего через ячейку, при достаточно больших оказываются существенно нелинейными и характеризуются резкими максимумами. Последующие исследования [31] показали, что наличие максимумов постоянной составляющей и составляющей с двойной частотой объясняется перекачкой энергии прошедшего света в гармоники с более высокими номерами. Этот факт, по-видимому, может представлять интерес с точки зрения создания нелинейных акустооптических устройств на жидких кристаллах. [c.353]

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]

Акустооптическая дифракция 126 Акустооптические устройства 33 Акустооптическое качество материала 39, 40, 128 [c.397]

АКУСТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ [c.1]

При этом необходимо сделать следующее заме Большинство акустооптических приборов, т. е. ров, использующих явление дифракции света на ческих волнах, работает в режиме дифракции (исключение составляют низкочастотные процес Но иногда для акустооптического устройства у [c.8]

Акустооптическое устройство использ> как оптический модулятор. Угловые расходимости с и звука сравнимы между собой (рис. 1.10,в) и рас деление поля дифрагированного света определ произведением распределений полей падающего све акустической волны. [c.30]

Из формул (1.40) и (1.47) легко получить выраж для эффективности акустооптического устройства, ботающего с реальными расходящимися пучками в 30 [c.30]

В отклоняющих акустооптических устройствах — дефлекторах сканирование лазерного луча осуществляется путем изменения акустической частоты. В этом параграфе будут рассмотрены дефлекторы, использующие изотропную брэгговскую дифракцию, для которой справедливы все предыдущие выводы. Теория анизотропных дефлекторов будет изложена ниже. [c.49]

Акустооптические устройства для обработки информации [c.84]

Если акустооптическое устройство освещать коллимированным пучком с расходимостью много меньшей расходимости звука, то зависимость интенсивности брэгговского максимума от угла падения светового пучка описывается выражением (1.22). Легко видеть, 1то при малых углах Брэгга (Йд —>-0) и при слабом взаимодей- [c.97]

Разумеется, изображение акустического поля можно получить и непосредственно в перетяжке. Действительно, вычисляя интеграл в (1.41) при а>1 и W—>-0, найдем, что в перетяжке распределение поля дифрагированного света — прямоугольное. В плоскости дифракции протяженность дифрагированного поля равна Л/Л, т. е. длине пьезопреобразователя, уменьшенной в лД раз. Так как масштаб изображения мал, необходимо применять микроскоп. На практике в этом случае удобно сместить акустооптическое устройство относительно перетяжки, так чтобы последняя оказалась вне звукопровода. Примером визуализации акустического поля, осуществленной таким способом, служит рис. 6.4, на котором показана фотография акустического поля, излучаемого решеткой из четырех одинаковых преобразователей. На фотографии отчетливо видна трещина в правом крайнем преобразователе. [c.98]

Затухание звука в материале ограничивает верхние частоты большинства акустооптических устройств величиной — 300 МГц. [c.98]

Рис. 6.6. Типичные согласующие цепочки в акустооптических устройствах

Германий. Самый распространенный акустооптич ский материал в дальнем и ближнем ИК диапазон Коэффициент качества Mz—bAQ при сравнительно н( большом коэффициенте затухания. Обладает высоко теплопроводностью, технологичен, широко применяете в акустооптических устройствах ИК диапазона. [c.104]

М 12 Акустооптические устройства и их примене ние. — М. Советское радио. 1978— 112 с, ил.— (Массовая библиотека инженера Электроника ) [c.112]

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]

Как указывалось выше, акустические методы и устройства обработки информации стали практически незаменимыми в ряде областей науки и техники, требующих обработки больших (вплоть до терабитных) потоков информации в реальном масштабе времени. Соответственно акустооптические устройства приобрели функции многоканальных полифункциональных процессоров, интеграль- [c.227]

Акустооптические устройства могут служить и модулятором и дефлектором. В первом случае управляют мощностью звука, а во втором — его частотой. Время переключения света акустооптиче-ским модулятором или дефлектором равно вре.мени прохождения звука поперек диаметра светового пучка dlv . Из этого простейшего выражения следует, что для повышения быстродействия необходимо уменьшить диаметр пучка. Например, для = 1 мм и u3 =610 m/ (плавленый кварц) величина / 150 нс. Максимальная частота модуляции (AQgJ a примерно равна половине звуковой частоты, т. е. (Айз ) з 0,503 . Как и раньше, определим быстродействие дефлектора как отношение времени переключения к числу разреши.мых элементов. Для дифракционной расходимости пучка справедливо следующее соотношение [c.216]

Развитие и оптимизация параметров элементов интегральной акустооптики связано с применением волноводных слоев с большим значением коэффициента акустооптического качества, малыми акустическими потерями в гиперзву-ковом диапазоне, с совершенствованием систем для возбуждения ПАВ. Например, в брэгговском акустооптическом модуляторе, разработанном для применения в радиоастрономии, ширина полосы устройства по уровню 3 дБ составила 530 МГц при центральной частоте 1,74 ГГц [11]. Оптические волноводы получены термодиффузией титана в ниобат лития. Для возбуждения поверхностных акустических волн применяли четырехсекционный встречно-штыревой преобразователь со сдвигом секций на 3/4 длины акустической волны. При электрической мощности 40 мВт эффективность дифракции в акустооптической ячейке составляла 0,1 %. Для расширения области фазового синхронизма и увеличения рабочей полосы интегральных акустооптических устройств рассмотрены взаимодействия поверхностных оптических и акустических волн на скрещивающихся пучках, а также взаимодействия оптических поверхностных волн с акустическими пучками, для генерации которых использованы встречно-штыревые преобразователи с наклонными штырями [11]. При центральной частоте 615 МГц полоса дефлектора составляла 430 МГц, а эффективность дифракции — 16 % при уровне мощности управляющего сигнала 200 мВт. Преобразователь состоит из двух последовательно соединенных секций, повышающих сопротив- [c.150]

Активными диэлектриками называют кристаллы, способные генерировать, преобразовывать, усиливать электромагнитное излучение. Из этого класса диэлектриков в интегральной оптике наиболее широкое применение находят материалы, обладающие электро-, пьезо-, магнитооптическими, лазерными свойствами. Уникальные свойства ниобата и танталата лития ставят их на особое место среди активных диэлектриков [8]. На основе волноводных слоев в ОЫЬОз и ЫТаОз созданы высокоэффективные электрооптические модуляторы, переключатели, бистабильные элементы, акустооптические устройства обработки [c.172]

Акустооптические устройства — активные оптич. элементы, позволяющие управлять всеми параметрами светового луча, а также обрабатывать информацию, носителем к-рой являются как световая, так и звуковая волны. Основу таких устройств составляет акустооптич. ячейка (АОЯ). Она состоит из рабочего тела (твердотельного образца или кюветы с жидкостью), в объёме к-рого происходит взаимодействие света с УЗ-вой волной, и излучателя УЗ, обычно пред- [c.33]

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]

Методы оптической обработки информации исследо-лись примерно с 1953 г. задолго до появления лазеров акустооптических устройств. В качестве носителя формации использовалась фотопленка, освещаемая утной лампой [55]. Акустооптические пространствен-16 модуляторы в сочетании с лазерами дают иной спо- [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...