Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Модуляторы со стоячей акустической волной

 

Модуляторы, в которых используются стоячие упругие волны, по своему назначению, принципу действия и характеристикам существенно отличаются от модуляторов на бегущих волнах и требуют отдельного рассмотрения. Их конструктивной особенностью является отсутствие поглотителя. Параллельные, хорошо обработанные грани ячейки образуют высокодобротный акустический резонатор, возбуждаемый на его собственных частотах fi = iv/2ω, где ω - апертура ячейки, i =1, 2, 3.... Стоячая волна возникает в результате интерференции излученной пьезопреобразователем волны с волной, отраженной от противоположной грани ячейки. Разновидностью таких АОМ являются устройства с двумя расположенными друг напротив друга преобразователями, которые генерируют стоячие или бегущие во встречных направлениях волны.

Для среды без потерь изменение показателя преломления под действием стоячей волны описывается выражением

.

Возможны различные подходы к описанию взаимодействия света со стоячей акустической волной. С одной стороны, это явление можно рассматривать как дифракцию света на неподвижной фазовой решетке, амплитуда которой изменяется во времени с удвоенной частотой ультразвука 2 f 0, вследствие чего интенсивность света во всех дифракционных максимумах также меняется с частотой 2 f 0. Другой подход основан на представлении стоячей волны в виде двух бегущих навстречу волн, имеющих одинаковую амплитуду и частоту. В этом случае эффект модуляции интенсивности света проявляется как результат биений дифрагированных волн, испытавших различный частотный сдвиг.

Отличительных особенностей модуляторов на стоячей волне состоит в том, что частота модуляции не связана со временем пересечения акустической волной светового пучка, вследствие чего не возникает необходимости в согласовании расходимостей взаимодействующих пучков. Это позволяет использовать широкие, хорошо коллимированные световые пучки и, таким образом, работать в области малых G, где эффективность модуляции может достигать практически 100%.

Частотная характеристика модулятора представляет собой ряд расположенных на равных расстояниях резонансных пиков, ширина которых Δ f определяется добротностью акустического резонатора Qα. При малых потерях в резонаторе

где ρпр - амплитудный коэффициент отражения от грани с преобразователем (коэффициент отражения от противоположной грани можно считать равным единице). Таким образом, модуляторы на стоячих волнах являются узкополосными устройствами, которые допускают небольшую плавную перестройку частоты в пределах каждого резонансного пика и дискретную перестройку при переходе с одного резонанса на другой. Это является их основным недостатком, ограничивающим область применения лишь такими системами, в которых требуется синусоидальная модуляция света на фиксированных частотах (светодальнометрия, синхронизация мод лазера, уплотнение и разуплотнение информации в каналах оптической связи и др.).

Главное достоинство рассматриваемых модуляторов заключается в малой потребляемой мощности. Выигрыш по мощности, который дает стоячая волна по сравнению с бегущей, зависит от добротности акустического резонатора и может быть оценен по формуле

,

где аст и аб - амплитуды деформации в стоячей и бегущей акустической волне в центре ячейки (z = ω /2).

Отсутствие требования на согласование расходимостей пучков существенно облегчает достижение высоких частот модуляции. В отличие от широкополосных АОМ, здесь нет принципиальных ограничений для модуляции света во всем диапазоне частот ультразвука, где наблюдается акустооптическое взаимодействие.

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Характеристики модуляторов с бегущей волной | Перестраиваемые акустооптические фильтры
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 850; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.