Акустооптические устройства и их применение - Магдич Л.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Практически для всех применений необходимо двухкоординатное отклонение излучения. Для его осущест вления свет пропускается через две акусгооптическж ячейки, ориентированные взаимно перпендикулярно Свет, отклоненный первой ячейкой, проходит через вто рую и отклоняется ею в перпендикулярном направлении Одной из наиболее важных областей применения АОД
/ 2 3 X 4 У 3 2
Рис. 3.13. Оптическая формирующая система двухкоординатного дефлектора:
/ - лазер; 2 - телескопы; 3 - цилиндрические линзы; 4 - сферическая линза: X и Y - дефлекторы
являются системы оптической памяти. Так, в работе [36] АОД осуществлял запись и считывание информации, представленной в виде матрицы голограмм. Разрешение дефлектора 220x220 позиций по критерию Релея, быстродействие Змкс. В дефлекторе использовались кристаллы молибдата свинца, диапазон управляющих частот от 150 до 250 МГц. Довольно сложная оптическая формирующая система дефлектора (рис. 3.13) содержит сферические и цилиндрические линзы. Эффективность отклонения составляет 45%.
Для аналогичных целей в работе [37] использовался двухкоординатный дефлектор на парателлурите, обеспечивающий считывание 32X32 голограмм. Этот прибор имел более простую формирующую оптику, состоящую из обычного телескопа. Быстродействие дефлектора 8 мкс.
Другой проблемой, которая решается с помощью АОД, является создание немеханического устройства вывода информации из ЭВМ. Недостатком существующих механических систем печати является низкое быстродействие и недостаточная надежность.
66
АОД является главным элементом в цифро-буквопе* чатающих устройствах вывода информации из ЭВМ, разработанного американской фирмой Zenith [38]. В этом устройстве один дефлектор с разрешением 103 позиций отклонял луч вдоль строки, а другой дефлектор, на который заводилось одновременно семь сигналов на разных частотах от генератора, создавал веер лучей для записи по вертикали (рис. 3.14). Каждый знак записывался с помощью комбинации из 7X5 точек, каждая строка состояла из 132 знаков. В АОД, использованных в этой системе, в качестве акустооптического вещества применялось стекло.
Несущая частота дефлектора с высоким разрешением (103 позиций) составляла 150 МГц, дефлектора с низким разрешением (7 позиций) - 40 МГц. Запись осуществлялась на фоточувстви-тельной бумаге, время записи строки около 1320 мкс.
В работе [39] однокоординатный АОД применялся для получения телевизионного изображения на экране размером 1,2X0,9 м2. Этим дефлектором луч лазера отклонялся в горизонтальном направлении (строчная развертка). В вертикальном направлении (кадровая развертка) движение луча осуществлялось с помощью механической отклоняющей системы, основной деталью которой служила многогранная зеркальная призма, вращавшаяся электродвигателем. Были опробованы два типа АОД. Один дефлектор в качестве звукопровода использовал молибдат свинца, другой - парателлурит. Дефлектор на молибдате свинца имел разрешение 282 позиции, дефлектор на парателлурите 524. Параметры АОД, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, приводятся в табл. 3.1.
Рис. 3.14. Схема цифро-букво-печатающего устройства вывода информации на ЭВМ:
1 - лазер; 2 - малопозиционный дефлектор M40R; 3 - дефлектор
D-150R с разрешением 1000 позиций; 4 - семичастотный генератор; 5 - кодирующее устройство; 6 - управляющее устройство; 7 - экран (светочувствительная бумага)
5*
Параметры акустооптических дефлекторов
Таблица 3.1
Фирма-из- готовитель Модель Рабочая длина волны, мкм Число][раз-решенных позиций (по критерию Релея) Диапазон рабочих частот, МГц Эффективность, % Управляющая мощность, Вт Материал звукопро- вода Оптическая апертура, мм Время переключения, МКС Примечания
Soro D250K 0,44-0,7 0,44-0,7 800 1000 150-300 150-300 >50 >50 - РЬМоО* РЬМо04 20 24 5.5 7.5 -
lsomet LD-400-X 0,514 650 75-125 >50 3,5 Те02 8X7 13
LD-400-XY 0,514 400X400 75-125 >50 3,5 Те02 06,6 10,7 Двухко- ординат- ный дефлектор
LD-401- IX 0,44 320 85-125 - 1,5 Те02 06,6 10,7 -
LD-401-2X 0,488-0,514 400 75-125 - 9 Те02 06,6 10,7
LD-401-5X 0,6328 400 75-125 - 3 ТеО, 0 6,6 10,7
LD-401 -7X 1,06 180 35-55 - 4 Те02 07,0 12 -
Zenith D70R D150R 0,6328 0,6328 400 1000 50-90 100-200 В центре 70; на краях 60 В центре 50; на краях 40 3,5 9 Стекло 38,6X2 41X2 10 10 -
4. Анизотропная дифракция
4.1. Угловые соотношения
В процессе дифракции в зависимости от вида звуковой волны и действующих фотоупругих констант поляризация дифрагированного света может совпадать или отличаться от поляризации падающего света (см. §1.6). В изотропной среде это не меняет угловых соотношений дифракции. Диаграмма волновых векторов в изотропной среде не зависит от поляризации дифрагированного света и имеет вид равнобедренного треугольника (рис. 1.3,а). В анизотропной среде возможны два вида дифракции. Если волновые векторы падающей и дифрагированной волн равны по величине, а это может быть только при сохранении поляризации, дифракцию называют изотропной. Если величины волновых векторов отличаются, то дифракцию называют анизотропной. Ее непременным условием является поворот плоскости поляризации дифрагированной волны. По этой причине эффективность анизотропной дифракции определяется теми компонентами тензора фотоупругости Pijim, у которых М/. Анизотропная дифракция была рассмотрена в 1967 г. Диксоном на примере одноосного кристалла, в котором свет распространяется перпендикулярно оптической оси [41]. Угловые соотношения анизотропной дифракции в одноосных и двуосных кристаллах для различных ориентаций рассмотрены в работах [42, 43].
