WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

При генерирования коротких акустических цугов (длительностью меньше 3-4 µs) возможно одновременное нахождение в кристалле нескольких импульсов. В этой ситуации представляет интерес динамика изменения формы кривой пропускания фильтра в зависимости от длительности импульсов и количества импульсов, одновременно находящихся в кристалле (количество импульсов зависит от расстояния между ними). В дальнейшем мы будем рассматривать последовательность акустических цугов с гауссовой временной огибающей.

В случае одиночного короткого акустического цуга получаем широкую полосу пропускания гауссовой формы без боковых лепестков (рис. 3, пунктир). Когда в кристалле одновременно находятся два цуга такой же длительности, то наблюдаются биения (рис. 3, сплошная Рис. 5. Теоретическая зависимость пропускания акустооптикривая). Расчет проведен для случая импульсов длительческого фильтра от частоты звука в случае 5 акустических ностью 1 µs, расстояние между импульсами 6 µs. Шири- цугов внутри кристалла с расстоянием между ними 2 µs.

на огибающей и соответственно количество максимумов Длительность цуга, µs: ———2, · · · —1.

Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. Акустооптическая фильтрация с помощью звуковых цугов малой длительности цугов, полоса каждого из которых очень велика, можно создать фильтр с кривой пропускания в форме гребенки, каждый пик которой имеет ширину порядка ширины полосы для длинных импульсов или даже непрерывного режима.

Как видно из рис. 5 и 6, полоса пропускания фильтра при одновременном нахождении в кристалле нескольких акустических цугов представляет собой набор эквидистантных пиков. На рис. 7 представлена теоретическая зависимость частотного интервала между пиками гребенки от временного интервала между акустическими импульсами. Эта зависимость является гиперболической.

Очевидно, что интервал между акустическими импульсами определяет их количество, одновременно находящееся в кристалле. Интересно отметить, что частотный ин- Рис. 8. Исследование оптического спектра, состоящего из тервал между пиками зависит именно от временного ин- двух линий, с помощью акустооптического фильтра, управля емого импульсами различной длительности., µs: —— — 2, тервала между акустическими цугами, а не от количества · · · — 12.

импульсов внутри кристалла. Из-за этого наблюдается непрерывная и гладкая зависимость, а не скачкообразная.

Сопоставляя экспериментальную зависимость рис. 6 с градуировочной зависимостью рис. 7, получаем, что измерения оптических спектров. В данной работе проинтервал между акустическими импульсами равен 2 µs, водилось исследование спектра, состоящего из двух что полностью согласуется с экспериментом.

близких линий, различающихся на 91. Такой спектр Одним из важных применений перестраиваемых аку- получался при одновременной подаче на вход фильтра стооптических фильтров является их использование для оптических сигналов от He–Ne лазера (1 = 0.6328 µm) и полупроводникового лазера (2 = 0.6419 µm). Измерения проводились при использовании длинных акустических импульсов ( L/v).

Результаты эксперимента приведены на рис. 8 пунктиром. Видно, что акустооптический фильтр хорошо разрешает спектральные линии. Сплошной кривой показан тот же спектр, исследованный с использованием коротких акустических импульсов L/v. В такой ситуации полоса пропускания фильтра шире расстояния между спектральными линиями, поэтому разрешение системы недостаточно для наблюдения двух отдельных линий спектра. Этот эксперимент является прямым подтверждением расширения полосы пропускания фильтра при Рис. 6. Экспериментальная аппаратная функция фильтра, укорачивании длины управляющего импульса.

управляемого пятью импульсами звука длительностью 1 µs при В случае когда исследуемый спектр представляет расстоянии между ними 2 µs.

собой две линии, существует интересная возможность определения точного расстояния между ними даже при использовании коротких импульсов. Когда мы используем один короткий импульс, то из-за широкой полосы пропускания мы не можем разрешить две близкие линии спектра. Однако с помощью серии коротких импульсов можно добиться такой ситуации, что пики характеристики совпадут с линиями спектра. В этом случае спектральная характеристика фильтра остается периодической для оптического спектра, состоящего из двух линий.

Заключение Как показали проведенные экспериментальные исследования, использование акустических цугов конечной длительности для управления характеристиками коллинеарного акустооптического фильтра представляет больРис. 7. Зависимость частотного интервала между пиками гребенки f от периода следования импульсов. шой интерес, поскольку дает возможность значительно Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. 96 В.Н. Парыгин, А.В. Вершубский, К.А. Холостов изменять его характеристики. Полосу пропускания фильтра можно увеличивать путем использования более коротких импульсов, при этом величина боковых лепестков функции пропускания зависит от формы акустического цуга и его длительности. В случае акустического цуга гауссовой или близкой к ней форме боковые максимумы отсутствуют при длительности импульса меньше времени прохождения кристалла = L/v. При увеличении длительности уровень боковых лепестков стремится к величине, характерной для прямоугольного импульса. С помощью импульсов ступенчатой формы (при подборе соответствующих параметров) возможно существенное подавление боковых лепестков до 0.7%, а использование серии гауссовых импульсов позволяет получить характеристику, представляющую собой набор эквидистантных пиков с широкой огибающей.

Акустооптическая ячейка также может быть использована в качестве спектрометра, причем с переменным разрешением, которое варьируется с помощью изменения длительности импульсов. При этом интересные возможности определения спектра представляются в случае одновременного нахождения в кристалле серии акустических цугов.

Список литературы [1] Магдич Л.Г. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1980. Т. 44. № 8.

С. 1683–1690.

[2] Harris A., Mieh S., Fiegelson R. // Appl. Phys. Lett. 1970.

Vol. 17. P. 223–225.

[3] Jieping Xu, Stroud R. Acousto-optic devices. New York:

Wiley, 1992. 310 p.

[4] Корпел А. Акустооптика. М.: Мир, 1993. 240 с.

[5] Goutzoulis A.P., Pape D.R. Design and Fabrication of Acousto-opric Devices. New York: Dekker, 1989. 370 p.

[6] Парыгин В.Н., Вершубский А.В. // Вестник Моск. ун-та.

Физ. Астрон. 1998. Т. 39. № 1. С. 28–33.

[7] Парыгин В.Н., Вершубский А.В., Резвов Ю.Г. // Опт. и спектр. 1998. Т. 84. Вып. 6. С. 1005–1011.

[8] Парыгин В.Н., Вершубский А.В. // Акуст. журн. 1998. Т. 44.

№ 5. С. 615–620.

[9] Парыгин В.Н., Вершубский А.В. // РиЭ. 1998. Т. 43. № 11.

С. 1369–1374.

[10] Парыгин В.Н., Вершубский А.В., Холостов К.А. // ЖТФ.

1999. Т. 69. Вып. 12. С. 76–81.

Журнал технической физики, 2000, том 70, вып.

Pages:     | 1 ||



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.