Акустооптический эффект и его применение в системах оптической обработки информации

• Автор: Балакший, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 301 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список аббревиатур и обозначений
Введение
Глава 1. Акустооптическое взаимодействие плоских волн
§1.1. Методы решения дифракционной задачи
§ 1.2. Особенности акустооптического взаимодействия в
анизотропных средах
1.2.1. Фотоупругий эффект
1.2.2. Уравнения связанных мод
1.2.3. Геометрия анизотропного рассеяния
1.2.4. Анизотропная дифракция в ниобате лития
1.2.5. Экспериментальные результаты
§1.3. Эффект дополнительного фазового сдвига при
акустооптическом взаимодействии
1.3.1. Двухмодовое брэгговское рассеяние света
1.3.2. Трехмодовое брэгговское рассеяние света
§ 1.4. Брэгговская дифракция света на двух акустических волнах
1.4.1. Последовательно расположенные акустические пучки с одинаковыми частотами
1.4.2. Совмещенные акустические пучки с разными частотами. Эффект конкуренции дифрагированных мод
§ 1.5. Промежуточный режим акустооптического взаимодействия
1.5.1. Слабое взаимодействие
1.5.2. Сильное взаимодействие
1.5.3. Экспериментальные результаты
§ 1.6. Поляризационные эффекты при акустооптическом
взаимодействии
1.6.1. Изотропная среда
а) Дифракция света на продольной акустической волне
б) Дифракция света на сдвиговой акустической волне
1.6.2. Анизотропная среда
а) Изотропная дифракция
б) Анизотропная дифракция

1.6.3. Поляризационная невзаимность
1.6.4. Экспериментальные результаты
§ 1.7. Управление характеристиками акустооптического взаимодействия с помощью искусственной анизотропии
1.7.1 Управление углом Брэгга
а) Коррекция угла Брэгга
б) Модуляция света путем изменения угла Брэгга
в) Экспериментальные результаты
1.7.2. Анизотропная дифракция света в среде с
искусственной анизотропией
Глава 2. Акустооптическое взаимодействие пучков, имеющих сложную
пространственно-временную структуру
§2.1. Спектральный метод решения акустооптических задач
§ 2.2. Акустооптическая ячейка как фильтр пространственных
частот
2.2.1. Квазиортогональная геометрия
а) Слабое взаимодействие
б) Сильное взаимодействие
2.2.2. Тангенциальная геометрия
2.2.3. Квазиколлинеарная геометрия
2.2.4. Некогерентное освещение
§2.3. Визуализация фазовых объектов
§2.4. Дифракция света на акустическом импульсе
2.4.1. Плоская световая волна
2.4.2. Ограниченный световой пучок
а) Интегральная эффективность дифракции
б) Длительность переходного процесса
в) Структура дифрагированного пучка
§2.5. Дифракция света в неоднородном акустическом поле
2.5.1. Амплитудная неоднородность
2.5.2. Клиновидный пьезопреобразователь
2.5.3. Составной пьезопреобразователь

Глава 3. Прикладные вопросы акустооптики
§3.1. Модуляторы света
3.1.1. Частотные характеристики
3.1.2. Оптимизация параметров модулирующей ячейки
3.1.3. Модуляция в режиме сильного взаимодействия
3.1.4. Пространственная модуляция света
§3.2. Дефлекторы
3.2.1. Различные варианты дефлекторов
а) Дефлекторы с изотропной дифракцией
б) Дефлекторы с анизотропной дифракцией
в) Коррекция угла Брэгга в дефлекторах
г) Каскадирование дефлекторов
3.2.2. Сканирование изображений
а) Однолинзовая система
б) Двухлинзовая система
в) Экспериментальные результаты
§ 3.3. Регистрация амплитудной и фазовой структуры световых
полей
3.3.1. Амплитудные АРУС
а) Пространственно-частотные характеристики
б) Предельная чувствительность
в) Экспериментальные результаты
г) Визуализация ИК изображений
3.3.2. Фазовые АРУС
а) Узкоапертурный фотоприемник
б) Широкоапертурный фотоприемник
в) Предельные характеристики
г) Экспериментальные результаты
3.3.3. Акустооптическая голография
§ 3.4. Системы с обратной связью
3.4.1. Обратная связь по амплитуде
а) Электрическая бистабильность
б) Оптическая бистабильность

поляризации - анизотропная дифракция. В случае, когда акустическая волна вызывает изменение только показателей преломления без поворота собственных осей среды, то возможна лишь изотропная дифракция, эффективность которой определяется параметрами qfH. 1)(Х. В правой части (1.38) остаются два первых
слагаемых, и эта система становится тождественной (1.13). Если же, наоборот, под действием ультразвука происходит только поворот собственных осей без заметного изменения показателей преломления, то возможна лишь анизотропная дифракция. Ее эффективность определяется параметрами <71 _а, пропорциональными углу поворота осей. При этом в (1.38) остаются два последних слагаемых, и отличие от (1.13) по существу сводится лишь к другим значениям # и Г] . В общем
же случае в анизотропной среде одновременно не равны нулю Ч!Гг,а и <7/я-1,-а
Поэтому возможно существование как изотропной, так и анизотропной дифракций, различающихся по эффективности. Однако даже в этом варианте оба вида рассеяния света часто наблюдаются раздельно из-за угловой и/или частотной селективности АОВ, определяемой параметрами г.
Для наиболее важного для практики случая квазиортогонального АОВ (малые углы 3 р) выражения (1.39) и (1.40) упрощаются. Если, кроме того, учесть малое
различие показателей преломления пра , то можно получить:
где к = 2п/Х, А'о = 2тш(, /А,, Ъп = щ-щ, щ и щ - показатели преломления для волн соответственно нулевого и Его порядков дифракции. Выражение (1.42) означает, что все переходы света с одного дифракционного уровня на другой при изотропной дифракции определяются одним и тем же коэффициентом связи да , а все переходы при анизотропной дифракции - коэффициентом д_а. Выражение для расстроек гр имеет одинаковый вид (1.43) для обоих типов рассеяния. Но при анизотропной дифракции необходимо учитывать, что «о * п - А для изотропной дифракции можно положить гщ = щ, и тогда (1.43) примет вид (1.18).
(1.42)
(1.43)