Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Магдич Л.Н. -> "Акустооптические устройства и их применение" -> 16

Акустооптические устройства и их применение - Магдич Л.Н.

Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение — М.: Сов. радио, 1978. — 112 c.
Скачать (прямая ссылка): akusticheskieprimeneniya1978.pdf
Предыдущая << 1 .. 10 11 12 13 14 15 < 16 > 17 18 19 20 21 22 .. 37 >> Следующая

скольку время восстановленйя энергий в резонаторе составляет несколько микросекунд. Средняя мощность, потребляемая модулятором в таком режиме, составляет несколько ватт.
Сдвиг частоты излучения. Все варианты использования АОМ основаны на их определенных преимуществах перед ЭОМ. Применение АОМ для сдвига частоты лазерного излучения - это самостоятельная область, которая 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.
3. Акустооптические дефлекторы
3.1. Разрешающая способность дефлектора
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.
Акустооптические дефлекторы (АОД) работают со световыми пучками, расходимость которых значительно меньше расходимости звукового поля, т. е. при а<^1. Легко видеть, что в этом случае распределение поля дифрагированного света идентично распределению поля падающего света. Действительно, как показано в § 1.7, при а<C l в выражении (1.48) можно пренебречь вторым множителем. Тогда распределение поля дифрагированного света в дальней зоне определится фурье-преобразо-ванием (1.49) от распределения поля падающего света (1.40) на апертуре дефлектора. Эта особенность позво-
4-357 49
Ляет при анализе характеристик дефлектора оперировать только с полем падающей волны, а также формально считать, что отклоненное дефлектором поле есть не что иное, как поле падающего света, продифрагировав-шее на его конечной апертуре. Напомним, что по условиям вывода (1.48) под апертурой дефлектора следует понимать его линейную апертуру в плоскости дифракции.
Важнейшей характеристикой дефлектора является разрешающая способность. Под разрешающей способностью понимают число разрешенных в пространстве световых элементов (пятен) или световых позиций, которое обеспечивает дефлектор при изменении частоты акустического поля. Число разрешенных пятен N определяется отношением максимального углового интервала Д0, в пределах которого возможно отклонение при изменении акустической частоты, к угловому размеру дифрагированного поля в дальней зоне 6q>
А^=А0/бф. (3.1)
Угловой размер 6<р отклоненного поля в дальней зоне обусловлен дифракцией падающего света на апертуре дефлектора. Он зависит от распределения падающей волны на апертуре и от выбранного критерия разрешения двух соседних световых пятен. При оценке разрешения обычно используют критерий Релея, согласно которому два пятна одинаковой интенсивности считаются разрешенными, если интенсивность света между ними составляет 81% от ее значения в центрах пятен.
Предположим, что на дефлектор с линейной апертурой D падает плоская волна. Дифракционное распределение интенсивности света в дальней зоне /i(a) описывается, как известно, функцией
/,(")= (Sin(^aA-o))2. (3.2)
Для того, чтобы два световых пятна с распределением (3.2) были разрешены по критерию Релея, они должны быть разделены угловым интервалом бср
бф=Яо/D. (3.3)
Последняя величина принимается за угловой размер светового пятна в дальней зоне.
50
Угловой диапазон сканирования А0 равен дифференциалу от удвоенного значения угла Брэгга (см. рис. 2.1)
Д0 = (Xjv cos 6Б)>/, (3.4)
здесь Af - полоса акустических частот, в которой возможно отклонение.
Подставляя (3.3) и (3.4) в (3.1), получаем выражение для разрешающей способности дефлектора
N = AfD/v cos 0Б, (3.5)
которое показывает, что для данного материала разрешение пропорционально апертуре дефлектора и полосе его акустических частот. Формулу (3.5) можно переписать в виде
N-xAf. (3.6)
Величина r: = D/(v cos0B) есть время прохождения акустической волны через световое поле на апертуре дефлектора (время переключения). Эта величина определяет быстродействие прибора iR= 1/т при дискретном изменении акустической частоты. Конечное быстродействие связано с физически очевидным обстоятельством: при дискретном выборе частоты положение отклоненного пучка нельзя изменить за время, меньшее времени пробега т. Выражение (3.5) показывает, что сочетание высокой разрешающей способности с большим быстродействием в изотропном дефлекторе представляется весьма проблематичным.
Выражение для разрешающей способности (3.5) получено для равномерного освещения апертуры дефлектора. При другом распределении поля падающего света разрешающая способность изменится.
Рассмотрим практически важный случай, когда на дефлектор падает волна с гауссовым распределением поля. Угловой размер пятна в дальней зоне будет зависеть от степени ограничения падающего света апертурой дефлектора. В работе [31] показано, что если гауссов пучок ограничен линейной апертурой на уровне 1/е2 по интенсивности, т. е. D=2w0 (wo - радиус перетяжки), то пятна будут разрешены по критерию Релея, когда угловой интервал между ними 6ф1=1,16Яо/?>. По сравнению с первым случаем разрешение дефлектора Ni уменьшится: Ni=N /1у\6. Если гауссов пучок не ограничивается апертурой дефлектора (D'^>2wo)t то для раз-4* 51
Предыдущая << 1 .. 10 11 12 13 14 15 < 16 > 17 18 19 20 21 22 .. 37 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed