Дифракция света на поверхностных акустических волнах

Например, сжатие ЛЧМ-сигнала во времени может быть осуществлено с помощью устройства, изображенного на рис. 13.19. Принцип действия его основан на том, что углы рассеяния света, прошедшего через различные участки звукового поля, обратно пропорциональны длине волны звука. Поэтому весь дифрагированный свет практически одновременно попадает на вход фотоприемника, что и влечет за собой сжатие ЛЧМ-сигнала. Коэффициенты сжатия для устройств подобного типа составляют - 100 [6, 56]. Для сравнения вспомним, что в акустоэлектронных фильтрах с апериодическими отражательными решетками (см. 4 гл. 12) этот параметр достигает нескольких десятков тысяч. Используя нелинейность характеристики фотоприемника, можно получить функцию свертки двух противоположно направленных акустических сигналов [571. Для этого на кристалл нужно направить пучок света и выделить с фотоприемника дифрагированный световой сигнал на двойной частоте. Согласно [57] вносимые потери устройства, использующего дифракцию на поверхностных акустических волнах, составляли 44 дБм, что вполне сопоставимо с эффективностью акустоэлектронных устройств свертки на основе токовой нелинейности (см. 7 гл. 12). Для повышения конкурентоспособности акустооптических процессоров необходимы дальнейшие поиски материалов с высокими фотоупругими свойствами. Определенные возможности здесь открывает использование взаимодействия света с волнами пространственного заряда, сопровождающего распро- [c.365]

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]

Рассмотрим теперь дифракцию света на волнообразном возмущении поверхности, обусловленном поверхностной акустической волной. Предположим снова, что волнообразное возмущение по- [c.384]

РИС. 9.10. Система координат при дифракции света на поверхностной акустической волне. [c.385]

Приведенный выше вывод выражения для интенсивности дифрагированных пучков основан на скалярной теории дифракции и справедлив только в случае, когда ка I. Для типичных поверхностных акустических волн амплитуда волнистости имеет величину порядка 10 мкм или меньше, так что для дифракции света имеем ка 10 . Таким образом, скалярная теория, примененная нами для получения выражений для амплитуд дифрагированных волн, является очень хорошим приближением. Действительно, выражения (9.7.17) и (9.7.21) согласуются с законом сохранения энергии, что можно показать, если вспомнить равенство 1лР -I--I- ( os 0,1 I )/ os 0 = 1 и использовать (9.6.14). [c.389]

Дифракция света на поверхностных акустических волнах [c.344]

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]

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]

Управление лазерным излучением и акустооптические процессоры. Акустическое воздействие на параметры лазерного излучения, в частности амплитудная или частотная модуляция, обычно осуществляется посредством дифракции света на звуке как в раман-натовском, так и в брэгговском режимах [5—7, 19]. ]Г[ри этом используется пространственное разделение световых лучей, соответствующих различным дифракционным порядкам. Согласно формулам (2.8) и (2.10), в обоих режимах может быть обеспечена 100%-ная амплитудная модуляция как дифрагированного, так и прошедшего света (в последнем случае требуется определенный выбор параметра и). Эффективность модуляции, характеризующая уровень управляющей акустической мощности, зависит от упругооптических коэффициентов используемых материалов. Анализ показывает, что для кристаллов с высоким акустооптическим качеством (ТеОг, АзгЗз и др. )) при прочих равных условиях требуются меньшие управляющие мощности, чем в лучших электро-оптических модуляторах [6]. Совершенно новые возможности открывает модуляция лазерного излучения поверхностными акустическими волнами 21]. Высокая концентрация энергии поверхностной волны вблизи границы делает модуляцию достаточно эффективной даже при использовании материалов с невысоким упругооптическим качеством. [c.364]

Брэгговская дифракция поверхностной световой волны активно используется в интегральных модуляторах и дефлекторах на основе акустооптического эффекта. Отклонение света происходит на фазовой решетке, создаваемой акустическими волнами пол действием переменного напряжения, которое прикладывается к иьезопреобразователю. Варьируя частоту акустических волн в диапазоне выполнения условий дифракции, можно изменять угол отклонения. [c.312]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...