Оптимизация функции пропускания акустооптической ячейки с помощью секционированного пьезопреобразователя

• Автор: Филатова, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Акустооптическое взаимодействие. Его использование в перестраиваемых акустооптических фильтрах. Способы оптимизации
функции пропускания акустооптической ячейки
§1.1. Акустооптическое взаимодействие
§1.2. Применение акустооптичеекого взаимодействия
§1.3. Некоторые методы, позволяющие снизить уровень боковых
лепестков функции пропускания акустооптической ячейки
Глава 2. Оптимизация функции пропускания акустооптической ячейки с
секционированным пьезопреобразователем
§2.1. Расчет функции пропускания акустооптической ячейки для
сильного и слабого взаимодействия
§2.2. Дифракция света на звуке, возбуждаемом секционированным
пьезопреобразователем
§2.3. Влияние распределения амплитуды звука вдоль пьезопреобразователя на уровень боковых лепестков функции
пропускания
§2.4. Последовательное и симметричное включение секций
пьезопреобразователя
§2.5. Результаты расчета условий оптимального подавления боковых
лепестков функции пропускания
§2.6. Последовательное включение акустооптических ячеек с
секционированными пьезопреобразователями
§2.7. Влияние на функцию пропускания фазовой задержки между
напряжениями на соседних секциях пьезопреобразователя
§2.8. Расчет энергетических соотношений для секционированного
пьезопреобразователя
Выводы к главе

Глава 3. Влияние паразитных параметров электрической цепи на условия
подавления боковых лепестков функции пропускания
§3.1. Схемы последовательного и симметричного включения секций
пьезопреобразователя с учетом паразитных параметров
§3.2. Резонансный характер частотных зависимостей при наличии
паразитных параметров
§3.3. Влияние паразитных параметров на распределение амплитуды
звука
§3.4. Зависимость уровня боковых лепестков функции пропускания
от частоты звука с учетом паразитных параметров
§3.5. Разделение пьезопреобразователя на секции равной длины... 106 §3.6. Компенсация влияния паразитных параметров электрической

Выводы к главе
Заключение
Литература
Введение
Акустооптика - это пограничная область между оптикой и акустикой, предметом изучения которой является взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми и влияние этого взаимодействия на характеристики излучения. Первые попытки практического использования акустооптического взаимодействия относятся к 30-м годам. Однако лишь после появления лазеров, в 60-х годах началась активная разработка акустооптических методов обработки сигналов.
Взаимодействие света со звуком используется в современной оптике, оптоэлектронике, лазерной технике для управления световыми пучками. Акустооптические устройства позволяют управлять амплитудой, поляризацией, частотой, спектральным составом светового сигнала и направлением распространения светового пучка. Одной из важных областей практического применения акустооптических эффектов являются системы обработки информации, где акустооптические устройства используются для обработки радиосигналов в реальном масштабе времени.
На основе эффектов акустооптического взаимодействия создаются активные оптические элементы, которые позволяют управлять параметрами светового пучка, а также обрабатывать информацию, носителями которой являются как световые, так и звуковые волны. Основу этих устройств составляет акустооптическая ячейка, которая состоит из кристалла, в объеме которого происходит взаимодействие световой и звуковой волн, и излучателя звука (пьезоэлектрического пьезопреобразователя). Существует несколько типов акустооптических устройств, отличающихся назначением, конструктивными особенностями и принципом действия: дефлекторы, модуляторы, процессоры, фильтры и др. [1-3]. К достоинствам акустооптических приборов относят простоту их

В случае сильного акустооптического взаимодействия (д1 = к)
Е, (0 = Е,(соъф2 + (r/l)2 i) + sin(^2 +(jjlf ^))ехр(-jr/1-)
2 2л +(r/l) 2
(2.1.14)

ЕЛ1) = ^=Г --—, + (jjl)2 E)exp(jTjE)
л/ я + (r/l) 2
а функция пропускания принимает вид:
T(tjI) = ^л2 sinc2((Ul + (^)2). (2.1.15)
4 2 v л
На рис.2.2 приведены функции пропускания акустооптической ячейки для этих двух предельных случаев. Кривая 1 соответствует слабому акустооптическому взаимодействию (д1«л кривая 2 соответствует сильному акустооптическому взаимодействию (ql= л). Из рисунка видно, что функция пропускания акустооптической ячейки кроме основного максимума имеет значительные боковые лепестки. Уровень этих боковых лепестков составляет от 4.7% от главного максимума при слабом акустооптическом взаимодействии до 11.7% при сильном акустооптической взаимодействии. Под уровнем боковых лепестков будем в дальнейшем понимать амплитуду наибольшего из боковых лепестков.
Обычно уровень боковых лепестков функции пропускания оценивается в децибелах от амплитуды основного максимума. На рис.2.3 представлены функции пропускания акустооптической ячейки для тех же двух предельных случаев в децибелах. Уровень боковых лепестков в этих единицах составляет - 13.3дБ для малого сигнала и ~9.3дБ для большого сигнала.