Перестраиваемые акустооптические фильтры

ПЕРЕСТРАЕВЫЕМЫЕ АКУСТООПТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ. АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РАДИОСИГНАЛОВ

Лекция 3

Одним из весьма перспективных приборов акустооптики является перестраиваемый акустооптический фильтр. Он предназначен для выделения из светового луча с широким спектром узкого спектрального диапазона и перестройки центральной длины волны этого диапазона в соответствии с управляющим сигналом.

Для фильтрации используется селективность анизотропного брэгговского рассеяния света на акустической волне. Принцип работы акустооптического фильтра заключается в том, что длины волн света и ультразвука связаны с углом падения светового пучка на акустический волновой фронт условием Брэгга. Если на акустооптическую ячейку падает световой поток со сплошным спектром, то в дифракции принимает участие и рассеивается ультразвуком лишь свет, длина волны которого удовлетворяет условию Брэгга на заданной акустической частоте: При фиксированном угле падения света и изменении частоты ультразвука происходит перестройка устройства, так как брэгговское условие становится справедливым уже для света с другой длиной волны.

Фильтрующими свойствами обладает любая периодическая фазовая структура. Основными достоинствами акустооптической ячейки являются высокая точность выдерживания периода фазовой структуры по всей ячейке (связанная со стабильностью частоты ультразвука и однородностью упругой среды) и простота изменения этого периода. Благодаря этим свойствам акустооптические фильтры находят в последнее время все более широкое применение.

Основные характеристики фильтров - полоса пропускания Δ λ и разрешение N = λ / Δ λ (определяются числом периодов фазовой структуры на длине взаимодействия света и ультразвука). Поэтому в акустооптических фильтрах высокого разрешения широко используется коллинеарное взаимодействие пучков, обеспечивающее наиболее узкие полосы пропускания.

Возможно создание перестраиваемых фильтров на основе неколлинеарного акустооптического взаимодействия в анизотропных средах. Неколлинеарные устройства отличают более широкие полосы пропускания, но они имеют и ряд преимуществ по сравнению с коллинеарными приборами. К ним относятся возможность использования более широкого круга эффективных акустооптических материалов, а также большие, достигающие десятков градусов, угловые апертуры световых пучков. Это позволяет осуществить фильтрацию оптических изображений. Кроме того, неколлинеарные фильтры отличает простота конструктивного оформления, отсутствие поляризационных расщепителей светового луча и, в некоторых случаях, выходных поляроидов.

Дата добавления: 2014-01-15