Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ярив А. -> "Оптические волны в кристаллах" -> 111

Оптические волны в кристаллах - Ярив А.

Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах — М.: Мир, 1987. — 616 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskievolnivkristalah1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 168 >> Следующая


0 2 4 6 8 10

a?L/ir

РИС. 10.11. Расчетный коэффициент пропускания акустооптического перестраиваемого фильтра в зависимости от нормированного отклонения частоты k?L/ж. Кривая 1 — максимум пропускания равен 100% (а = 1); кривая 2 — максимум пропускания равен 50% (а = 1/2). Параметр а входит в выражение (10.3.13). і 422

Глава 5

из CdS

а

f , МГц

J зв'

б

РИС. 10.12. а — схематическое представление акустооптического перестраиваемого фильтра на основе коллинеарного взаимодействия в кристалле LiNbO3; 6 — экспериментальная кривая перестройки фильтра. Акусгооп гические устройства

423

сти преобразования) для данной частоты звука от нормированного отклонения оптической частоты A?L.

Харрис с сотр. [14, 15] предложили спектральный фильтр с электронной настройкой на основе коллинеарного акустооптического взаимодействия в оптически анизотропных средах и продемонстрировали его работу. В разд. 9.5.2 мы кратко рассмотрели одну из конфигураций взаимодействия с участием сдвиговой волны. В другом эксперименте, выполненном этими авторами, оптические волны и продольная акустическая волна распространялись вдоль оси X кристалла LiNbO3. На рис. 10.12, а показано схематически устройство этого фильтра. Падающий пучок может быть поляризован либо вдоль оси у, либо вдоль оси z. Благодаря фотоупругому эффекту с постоянной ры (= рАХ) (см. задачу 10.4) возникает брэгговская дифракция в ортогональную поляризацию. Перестройка по спектру от длины волны 7000 до 5500 A была получена изменением акустической частоты от 750 до 1050 МГц (см. рис. 10.12, б). Для кристалла LiNbO3 длиной 1,8 см с указанной на рис. 10.12, а ориентацией двулучепреломление равно An = 0,09. Из (10.3.9) следует, что ширина полосы пропускания AX172 на длине волны X = 6250 А составляет около 2 A. Необходимо заметить, что в спектре пропускания не присутствуют вторичные полосы или полосы высших порядков, поскольку акустическая волна является синусоидальной. Интенсивность звука Ia, необходимая для 100% -ного преобразования мощности (т. е. для того, чтобы k12L = 7г/2), так же, как и в (10.1.9), определяется выражением (см. задачу 10.4)

/в=—, (10.3.10) IM2L2

где

M2Jn3On^Pu> (10.3.11) pv3

Если интенсивность звука Ia меньше величины, определяемой выражением (10.3.10), то из (10.3.1) следует, что максимальный коэффициент пропускания (см. задачу 10.4) дается выражением

Г = sin2J-|т ^/M2T^J • (10.3.12)

Интенсивность звука Ia пропорциональна приложенной к преобразователю электрической мощности. Существуют, разумеется, опре- і 424

Глава 5

деленные потери на границе раздела между кристаллом и преобразователем, приводящие к конечным потерям при преобразовании электрической мощности в акустическую.

Из-за нагревания кристалла вследствие диссипации мощности звука в большинстве перестраиваемых фильтров трудно достичь 100%-ного преобразования мощности. Эти обстоятельства приводят к уширению полосы пропускания акустооптического перестраиваемого фильтра. Проиллюстрируем это на следующем примере. Пусть условия работы таковы, что k12L = жа/2, где а может изменяться от 0 до 1. Максимальное пропускание в этом случае равно T - sin2(7ra/2), и, поскольку 0 < а < 1, оно меньше 100%. В соответствии с (10.3.1) коэффициент пропускания дается выражением

Отсюда следует, что первый нуль (Г = 0) имеет место при

При а = 1 максимальный коэффициент пропускания равен 100%. Первый нуль возникает при A? - уГЇж/L. При а = 1/2 максимальное пропускание равно 50%. При этом первый нуль соответствует A? = VT5 7г/L, что означает уширение более чем в 2 раза. Однако отношение главного и побочных максимумов пропускания уменьшается в [sin2(7ra/2)/a2] раз. При а — 1/2, что соответствует коэффициенту пропускания 50%, это отношение составляет лишь половину отношения в случае, когда пропускание равно 100% (а = 1). Разумеется, все это за счет уширения полосы пропускания ДХ,/2. Уширение полосы пропускания и уменьшение отношения главного и побочных максимумов иллюстрирует рис. 10.11, б.

10.3.1. УГЛОВАЯ АПЕРТУРА

На рис. 10.13 представлена диаграмма волновых векторов, описывающая коллинеарное акустооптическое взаимодействие, рассмотренное выше. Геометрические места концов оптических волновых векторов представляют собой концентрические окружности (в плоскости ху), причем в случае коллинеарного взаимодействия касательные к этим окружностям, отвечающие волновым векторам падающей и дифрагированной световых волн, параллельны друг дру-

2

(10.3.13)

1 + (A?L/чт)

(10.3.14) Акустооптические устройства

425

У

линеарном акустооптическом перестраиваемом фильтре. Взаимодействие в этом случае происходит в плоскости ху одноосного кристалла.

гу. Таким образом, при изменении угла падения условие согласования импульсов (10.3.4) в первом порядке еще сохраняется. Это приводит к большим угловым апертурам коллинеарных акустооптиче-ских перестраиваемых фильтров, в которых волновые векторы направлены вдоль главных осей при сохранении высокой разрешающей способности (узкой полосы).
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 168 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed