WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Экспериментальное исследование, результаты которого также содержатся в четвёртой главе, подтвердило существование невзаимного эффекта. В качестве материала использовался ниобат лития LiNbO3. Эксперимент проводился на красном свете ( = 632,8 нм), которому соответствует акустическая частота коллинеарной дифракции 0,0,0,0,883,0 883,2 883,4 883,F, МГц Рис. 3. Зависимости интенсивности дифрагированного света от частоты ультразвука для противоположно направленных световых пучков F 883 МГц (продольная мода, V = 6,6 км/с). Эффективность дифракции достигала 7 % при мощности ультразвука P 500 мВт и длине кристалла L = 4,1 см, что представляет собой характерные значения для этого материала. На рис. 3 приведены зависимости интенсивности дифрагированного света от частоты ультразвука для двух направлений распространения света. На графике чётко видно несовпадение указанных кривых.

Значение невзаимного сдвига оказалось равным F (104 ± 10) кГц при ширине полосы частот взаимодействия F (210 ± 10) кГц. Таким образом, в данном фильтре отношение невзаимный сдвиг / полоса частот составляет величину F/F 50 %. Так же как и разрешение, это отношение должно быть одинаковым по звуку и по свету, т. е.

F/F = /. Отсюда можно рассчитать разность длин волн падающего света, соответствующих условию синхронизма, при неизменном значении частоты ультразвука.

В данном случае оно оказывается равным 0,75. Независимость акустической частоты синхронизма от знака дифракционного порядка также проверена экспериментально.

Таким образом, показано, что невзаимный эффект приводит к смещению полосы пропускания коллинеарного акустооптического фильтра. На сверхвысоких акустических частотах это смещение оказывается сравнимым с шириной полосы, поэтому невзаимный I / I max эффект должен учитываться при разработке акустооптических устройств, оперирующих такими частотами. Учёт этого фактора становится особенно важным в случае, если в фильтре используется многократное прохождение света через ультразвуковой столб или меняется взаимная ориентация волновых векторов света и ультразвука. Однако даже в отсутствие многократных прохождений света через ячейку или каких-либо отражений добавка к акустической частоте брэгговского синхронизма, обусловленная эффектом Доплера, на сверхвысоких частотах может оказаться весьма существенной.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы:

1. Показано, что оптически анизотропная среда с распространяющейся в ней акустической волной может рассматриваться как слоистая периодическая среда с различной ориентацией соседних слоёв. Полученные в рамках этой модели аналитические выражения для эффективности дифракции и коэффициента акустооптической (АО) связи согласуются с выражениями, полученными ранее другими АО методами. При помощи исчисления Джонса на основе разработанного метода проведены расчёты эффективности дифракции в наиболее распространённых АО материалах.

2. Установлено, что угол поворота осей оптической индикатрисы под действием акустической волны очень мал практически во всех двулучепреломляющих средах (порядка 10-4 – 10-5 радиан). В то же время, показано, что эффективность дифракции не зависит от величины двулучепреломления материала и, следовательно, от угла поворота осей. Это означает, что в акустооптике одинаково успешно можно применять материалы как с большим, так и с малым двулучепреломлением.

3. Впервые обнаружена и экспериментально исследована коллинеарная дифракция расходящегося света на ультразвуке в направлении [110] парателлурита. Показано, что дифракция в направлении, запрещённом для АО взаимодействия плоских волн, имеет место при использовании расходящегося светового пучка. Установлено, что при длине волны света = 0,63 мкм дифракция происходит в кристалле на частоте ультразвука f = 149,2 МГц, а ширина акустического частотного диапазона растёт с увеличением расходимости света и при расходимости ~ 4° в воздухе составляет f 50 кГц, что соответствует оптической полосе пропускания фильтра = 2,1.

4. Исследован макет АО фильтра на парателлурите, обладающий высоким спектральным разрешением (R 3000), большой эффективностью дифракции (80 %) и широкой угловой апертурой (несколько градусов). Кроме того, установлено, что поперечная структура дифрагированного света – крестообразная с тёмным провалом в центре – позволяет осуществлять дифференцирование (оконтуривание) оптических изображений. Таким образом, доказана возможность создания коллинеарного фильтра на основе кристалла TeO2, использующего расходящийся оптический пучок, с возможностями дифференцирования изображений в монохроматическом свете.

5. Исследованы невзаимные свойства АО взаимодействия в режиме коллинеарной дифракции. Получено аналитическое выражение и проведены расчёты различия частот ультразвука, соответствующих условию синхронизма, при распространении света в противоположных направлениях. Невзаимный эффект зарегистрирован экспериментально в АО ячейке на кристалле ниобата лития. Установлено, что относительное смещение полосы пропускания ячейки при изменении направления распространения света на противоположное достигает в исследованном фильтре 50 %, что при ширине полосы пропускания фильтра по свету = 1,5 составляет величину = 0,75.

6. Показано, что при приближении акустических частот к сверхвысокочастотному диапазону сдвиг частоты ультразвука, обусловленный невзаимным эффектом, становится сравнимым с шириной полосы пропускания коллинеарного фильтра. Эффект также усиливается при переходе на более короткие длины волн света. Это доказывает необходимость учёта невзаимного эффекта при проектировании АО устройств с высоким спектральным разрешением и работающих на сверхвысоких акустических частотах.

Список публикаций по теме диссертации 1. Доброленский Ю.С. Экспериментальное исследование дифракции в запрещённом направлении в кристалле парателлурита. – Тезисы 10-й межд. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных по фунд. наукам “Ломоносов-2003”, секция “Физика”. – М., 2003, стр. 138 – 140.

2. Доброленский Ю.С. Применение дифракции в запрещённом направлении для фильтрации оптических сигналов и обработки изображений. – Тезисы 8-й межд. конф.

“Системный анализ и управление”. – Евпатория, 2003, стр. 70.

3. Dobrolenskiy Y.S., Parygin V.N. Experimental Research of Collinear Diffraction Along Direction Forbidden by Crystal Symmetry in Paratellurite. – Abstracts 6th Int. conf. for young researchers “Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems”. – St. Petersburg, 2003, pp. 40 – 41.

4. Dobrolenskiy Y.S., Parygin V.N. Experimental Research of Collinear Diffraction Along Direction Forbidden by Crystal Symmetry in Paratellurite. – Proc. 6th Int. conf. for young researchers “Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems”. – St. Petersburg, 2003, pp. A2-29 – A2-32.

5. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B., Parygin V.N. Collinear Acousto-Optic Interaction of Divergent Beams in Crystal of Paratellurite. – Archives of Acoustics (quarterly), 2004, v. 29, № 3, p. 505.

6. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B., Parygin V.N. Collinear Acousto-optic Interaction of Divergent Beams in Paratellurite Crystal. – Proc. SPIE, 2005, v. 5828, pp. 16 – 24.

7. Доброленский Ю.С., Волошинов В.Б., Парыгин В.Н. Коллинеарная дифракция расходящегося светового пучка на ультразвуке в кристалле парателлурита. – Опт. и спектр., 2005, т. 98, № 4, стр. 673 – 678.

8. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B., Parygin V.N. Collinear Acousto-Optic Filter on the Base of Paratellurite Crystal. – Proc. 2nd Int. Conf. on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL-2005). – Yalta, 2005, pp. 208 – 211.

9. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B. Efficiency of Collinear Acousto-Optic Interaction in Anisotropic Media. – Abstracts Int. Congress on Optics and Optoelectronics (COO-2005). – Warsaw, 2005, p. 116.

10. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B. Efficiency of Collinear Acousto-Optic Interaction in Anisotropic Media. – Proc. SPIE, 2005, v. 5953, pp. 59530B-1 – 59530B-9.

11. Dobrolenskiy Y.S. Non-Reciprocal Effects of Acousto-Optic Interaction in Birefringent Media. – Abstracts 35th Winter School on Wave and Quantum Acoustics. – Ustron, Poland, 2006, p. 30.

12. Dobrolenskiy Y.S. Non-Reciprocal Effects of Acousto-Optic Interaction in Birefringent Media. – Archives of Acoustics (quarterly), 2006, v. 31, № 1, p. 124.

13. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B. Non-Reciprocal Effects of Acousto-Optic Interaction in Optically Anisotropic Media. – Abstracts 9th Int. conf. for young researchers “Wave Electronics and Its Applications in Information and Telecommunication Systems, NonDestructive Testing, Security and Medicine”. – St. Petersburg, 2006, p. 22.

14. Dobrolenskiy Y.S. Non-Reciprocal Effects of Acousto-Optic Interaction in Various Materials. – Scientific works 7th Int. young scientists conf. “Optics and High Technology Material Science (SPO 2006)”. – Kiev, 2006, p. 114.

15. Dobrolenskiy Y.S., Voloshinov V.B., Zyuryukin Y.A., Yulaev A.N. Non-Reciprocity of Acousto-Optic Interaction: Investigation of Collinear Diffraction. – Abstracts 10th Int. conf.

for young researchers “Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems”. – St. Petersburg, 2007, p. 20.

16. Доброленский Ю.С., Волошинов В.Б. Эффективность коллинеарного акустооптического взаимодействия в анизотропной среде. – Вестн. Моск. ун-та, сер. 3, Физ., астр., 2007, № 3, стр. 30 – 34.

17. Доброленский Ю.С., Волошинов В.Б., Зюрюкин Ю.А. Влияние невзаимного эффекта на работу коллинеарного акустооптического фильтра. – Квант. электр., 2008, т. 38, № 1, стр. 46 – 50.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»