Акустооптические системы с амплитудной и частотной обратной связью

• Автор: Казарьян, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 БИСТАБИЛЬНОСТЬ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

§1.1. Оптическая бистабильность: Современное состояние проблемы

1.1.1. Основные понятия и определения

1.1.2. Классификация оптических бистабильных систем

1.1.3. Обзор публикаций по оптической бистабильности

§1.2. Акустооптический эффект: Основные закономерности

1.2.1. Физические основы акустооптического взаимодействия

1.2.2. Акустооптическое взаимодействие плоских волн

1.2.3. Особенности анизотропной дифракции Брэгга

1.2.4. Дифракция световых волн сложной пространственной структуры
1.2.5. Основные характеристики акустооптических
дифракционных дефлекторов
§1.3. Структурная схема акустооптической системы с обратной связью.
Постановка частных задач
ГЛАВА 2 АКУСТООПТИЧЕКАЯ СИСТЕМА С АМПЛИТУДНОЙ
ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
§2.1. Функциональная схема акустооптической системы с амплитудной
обратной связью
§2.2. Математическое описание акустооптической системы с амплитудной
обратной связью в статическом приближении
2.2.1. Математическое описание акустооптического взаимодействия
2.2.2. Математическая модель канала обратной связи.
Основное уравнение системы
§2.3. Теоретическое исследование акустооптической системы с амплитудной
обратной связью в статическом приближении
2.3.1. Основные характеристики системы. Условия бистабильности
2.3.2. Реэюимы оптической и электрической бистабильности
2.3.3. Реэ/сим расстроенной бистабильности
§2.4. Результаты эксперимента
2.4.1. Описание экспериментальной установки
2.4.2. Исследование электрической бистабильности
2.4.3. Исследование оптической бистабильности
2.4.4. Исследование расстроенной бистабильности
§2.5. Математическое описание акустооптической системы с амплитудной
обратной связью с учетом динамических эффектов
2.5.1. Дифракция света на амплитудно-модулированной акустической волне в режиме сильного акустооптического взаимодействия
2.5.2. Динамическая модель акустооптической системы с амплитудной обратной связью
§2.6. Исследование динамических эффектов в акустооптической системе с
амплитудной обратной связью
2.6.1. Динамика системы в состоянии, близком к равновесному. Условия устойчивости системы
2.6.2. Иследование процессов возбуждения колебаний в бистабильной акустооптической системе
§2.7. Режимы автоматического регулирования в акустооптической системе с
амплитудной обратной связью
2.7.1. Реэ/сим стабилизации мощности оптического излучения
2.7.2. Снижение неравномерности амплитудно-частотной характеристики акустооптического дефлектора
ГЛАВА 3 АКУСТООПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ЧАСТОТНОЙ
ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
§3.1. Функциональная схема акустооптической системы с частотной
обратной связью
§3.2. Математическая модель системы. Основное уравнение
3.2.1. Математическое описание канала прямого преобразования
3.2.2. Математическое описание канала обратной связи
3.2.3. Основное уравнение системы
§3.3. Исследование мультистабильности в акустооптической системе с
частотной обратной связью
3.3.1. Условие мультистабильности

3.3.2. Оптимальные параметры транспаранта
3.3.3. Оптимальная глубина обратной связи
§3.4. Условие динамической устойчивости акустооптической системы
с частотной обратной связью
3.4.1. Методика определения условия устойчивости
3.4.2. Дифракция света на частотно-модулированной звуковой волне
3.4.3. Условие устойчивости равновесного состояния
§3.5. Исследование мультистабильных режимов в акустооптической
системе с частотной обратной связью
3.5.1. Режим электрической мультистабилъности
3.5.2. Режим оптической мультистабилъности
§3.6. Режим стабилизации направления распространения светового пучка в
акустооптической системе с частотной обратной связью
3.6.1. Основные параметры режима угловой стабилизации
3.6.2. Влияние акустооптической селективности
3.6.3. Экспериментальные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодарности
Литература
Список авторских публикаций

£ = І — ) БІПС2
(і + Х©0+1 + ) +
(1.55)
2) [2
где Дл=(и0-и1)//Л , = (/-/0)//0 , Л - произвольная частота из диапазона сканирования.
Если выбрать /0 из условия = 5л(/0), то для изотропной дифракции выражение (1.55) примет следующий вид:
‘Кт] 5ШС2{|(1 + }. (1.56)
При больших значениях параметра <0 частотный диапазон Д/ « /0 и выражение (1.56) упрощается:
Чт) (1'57)
Это соотношение даёт следующие значения для ширины диапазона сканирования по уровню ЗдБ и числа разрешимых положений:
АР = 1.8/е или Д///0 = 1.8пу2/Л1/02 , (1.58)
А( = 1.8/п*//Л0го=1.8/(7. (1.59)
Наиболее широкую полосу Д/ изотропный дефлектор имеет при 0 = 3.54 (Пш!п = -1/2 , тах = (л/2 -1)/2) [101]. Поскольку в этом случае диапазон сканирования превышает октаву, то при большой эффективности взаимодействия в область сканирования может попадать второй порядок дифракции. Если ограничить диапазон Д/ одной октавой, то максимальная полоса Д/ = 0.6/0 достигается при 0 = 3.7.
Характеристики АО дефлектора могут быть существенно улучшены использованием особенностей анизотропной дифракции. Оптимальными являются области вблизи экстремумов угла Брэгга [57,72]. Если выбрать /т = Л/2п(п0 - щ) у/Я , то (1.55) будет иметь следующий вид:
4 = зтс2{[(1 + Х©о + 1 + )+1]|- С1-60)
При ©0 = -2 имеем: АР = 1.9Д/б . Наиболее широкая полоса частот [73]