Применение акустооптических модуляторов

Применение акустооптических модуляторов [c.44]

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]

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 генерации в непрерывном режиме лазерами на ионах благородного газа ультракоротких световых импульсов чаще всего используют активную синхронизацию мод, для осуществления которой применяют акустооптические модуляторы (см. гл. 4). Однако синхронизация мод может быть достигнута также и пассивным способом, например путем применения растворов красителей [2.5]. [c.80]

Эта трудность уже преодолена в оптическом диапазоне несколькими методами а) путём использования техники штарковских импульсов [183] б) путём применения техники внутрирезонаторной частотной модуляции [184] в) за счёт использования акустооптического модулятора [185]. Важным элементом оптических схем всех этих методов является узкополосный непрерывный лазер, позволяющий осуществлять селективное возбуждение широких неоднородно-уширенных спектральных линий [186]. Поскольку в эксперименте по фотонному- [c.173]

Сдвиг частоты излучения. Все варианты использования АОМ основаны на их определенных преимуществах перед ЭОМ. Применение АОМ для сдвига частоты лазерного излучения —это самостоятельная область, кото-эая практически не перекрывается с ЭОМ. Световой сигнал со сдвинутой частотой часто необходим в системах гетеродинного приема излучения. Величина частотного сдвига может перестраиваться в пределах полосы пьезопреобразователя изменением частоты управляющего сигнала. В настоящее время такой сдвиг с высокой эффективностью перекачки может быть реализован до частот 0,8—1 ГГц. Параметры акустооптических модуляторов, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, приведены в табл. 2,1. [c.49]

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]

Для генерации импульсов в непрерывно накачиваемых лазерах первоначально использовалась активная модуляция добротности резонатора. Сначала был применен оптико-механический модулятор в виде вращающегося зеркала [60]. Однако такой метод модуляции оказался малоин-тересньш при непрерывной накачке из-за плохой стабильности амплитуды от импульса к импульсу (что связано с плохой воспроизводимостью положения отражающей плоскости вращающегося зеркала). Широкое признание получили появившиеся позднее акустооптические модуляторы. Они позволили достичь предельно высоких частот следова-ния импульсов / 50 кГц [59]. [c.282]

Основная трудность, стоящая на пути использования жидких кристаллов в качестве индикаторов звука, состоит в больших временах установления звуковых изображений в известных образцах кристаллов (обычно они составляют несколько секунд). Это препятствует применениям жидких кристаллов для визуализации быстро изменяющихся акустических полей. То же самое можно сказать и относительно использования жидкокристаллических ячеек в качестве акустооптических модуляторов, поскольку максимальные частоты модуляции обратно пропорциональны временам релаксации. Существенный прогресс в этой области, очевидно, связан с поиском новых быстрорелаксирующих жидких кристаллов. Это, однако, не относится к области использования жидких кристаллов в качестве запоминающих устройств [32], где большие времена релаксации, наоборот, желательны. [c.354]

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]

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]

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]

Излагается теория акустооптического взаимодействия в из тройных и анизотропных материалах. Рассматриваются такие пр боры, как модуляторы, дефлекторы, фильтры, процессоры. Опис вается принцип действия, конструкция, особенности изготовлени характеристики, области применения. Приводятся параметры на более перспективных акустооптических материалов видимого и и фракрасного диапазонов. [c.2]

Последнее выражение не зависит от геометрии модулятора а определяется только константами материала и длиной светово волны. Оно определяет класс акустооптических материалов, применение которых в АОМ, оптимизированных по полосе модулирующих частот, не приведет к тепловым искажениям прошедшего и дифрагированного лучей. [c.44]

Излагается теория акустооптического взаимодействия в изотроп ных и анизотропных материалах. Рассматриваются такие приборы, ка модуляторы, дефлекторы, фильтры, процессоры. Описываются принци действия, конструкция, особенности изготовления, характеристики, обла Tti применения. Приводятся параметры наиболее перспективных аку стооптических материалов видимого и инфракрасного диапазонов. [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...