Анизотропное акустооптическое взаимодействие в кристаллах теллура

• Автор: Князев, Григорий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
4(! Введение
Глава I. ОСОБЕННОСТИ ДИФРАКЦИИ СВЕТА НА УЛЬТРАЗВУКЕ
В ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА
§ 1.1. Параметры акустооптического взаимодействия
§ 1.2. Анизотропная дифракция инфракрасного излучения

§ 1.3. Акустооптические устройства управления '< инфракрасным излучением
Выводы к главе
Глава И. ТЕЛЛУР И ЕГО ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
§ 2.1. Структура монокристалла теллура и его
физические свойства
§ 2.2. Акустические свойства кристалла теллура
§ 2.3. Оптические свойства теллура
Выводы к главе II
Глава III. АКУСТООПТИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ТЕЛЛУРЕ
§ 3.1. Акустооптические свойства теллура
§ 3.2. Выбор оптимальной широкапертурной
геометрии взаимодействия в теллуре
§ 3.3. Измерение коэффициентов акустооптического качества
§ 3.4. Исследование широкоапертурной акустооптической ячейки
на монокристаллическом теллуре
Выводы к главе III

Глава IV. МНОГОКРАТНОЕ ПРОХОЖДЕНИЕ СВЕТА ЧЕРЕЗ ЯЧЕЙКУ

§4.1. Заграждающие фильтры на кристаллах теллура и парателлурита
с двукратным прохождением света через звук
§ 4.2. Полосовые фильтры на парателлурите с многократным
прохождением света
Выводы к главе IV
Заключение
Литература
Список публикаций автора

Введение
Актуальность темы исследования
Одной из проблем современной радиофизики является задача управления характеристиками электромагнитной волны. К этим характеристикам относятся; интенсивность волны, её частота, поляризация, а также направление распространения. Данная проблема связана с необходимости передачи и обработки информации с использованием оптического излучения инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов длин волн. На сегодняшний день существуют и успешно применяются различные способы управления светом. Одним из них является использование акустооптического эффекта [1-36].
Акустооптика исследует явление взаимодействия световых лучей с ультразвуковыми волнами, распространяющимися в среде, например кристалле, Вследствие фотоупругого эффекта под действием акустической волны в кристалле формируется периодическая фазовая структура, на которой происходит дифракция света. Ультразвуковые волны в материале обычно возбуждаются с помощью обратного пьезоэлектрического эффекта [1-6,37-39].
На сегодняшний день достаточно широко применяются оптоэлектронные устройства, использующие эффект дифракции света на ультразвуке, которые позволяют управлять всеми параметрами светового луча, а также обрабатывать информацию, носителем которой являются как световые, так и звуковые волны. Основу таких устройств составляет акустооптическая ячейка, в которой происходит взаимодействие света с ультразвуковой волной. К достоинствам акустооптических устройств управления характеристиками света относятся относительно высокое быстродействие, достаточно низкое энергопотребление, простота управления, надежность, компактность и т.д [1-5,8,22,40-48].
кристалла TAS, рассмотренной в статье, достигала величины / = 37 мм, при этом достигалась эффективность дифракции С, = 27% при мощности акустической волны Ра = 1 Вт. К сожалению, данная величина эффективности дифракции часто оказывается недостаточной. В связи с тем, что TAS является непрочным материалом, увеличение мощности ультразвука, как следует из данной работы, свыше Р= 1,5 Вт приведет к разрушению кристалла. Следует отметить, что обычно в АО ячейках используются пьезопреобразователи обладающие длиной не более 10 мм. Рабочая частота данного фильтра не превышала /=20 МГц. Из-за того, что площадь пьезопреобразователя велика, возбуждение ультразвука на высоких частотах оказывается проблематичным. Низкие значения рабочей частоты/, которые в кристалле TAS обусловлены относительно небольшим двулучепреломлением материала и высокими значениями рабочих длин волн света Д = 8-12мкм, являются причиной невысокого спектрального и пространственного разрешения АО устройств.
Существует относительно мало работ, посвященных экспериментальному исследованию приборов на основе кристалла каломели Hg2Cl2 [70-72]. Данный материал обладает уникальными акустическими свойствами, скорость сдвиговой акустической волны в направлении [110] кристалла достигает величины Vs = 0,347 км /с, наибольшая скорость продольной волны принимает значение Гь = 3,343 км/с [37,67,69]. Угол сноса энергии акустической волны у/ достигает 70° [67,69]. Оптические характеристики каломели также весьма необычны. Кристалл Hg2Cl2 обладает чрезвычайно сильной оптической анизотропией, показатели преломления света обыкновенной и необыкновенной поляризации, соответственно, равны п0 =1,96 и пе~2,62 [37,67-72]. Диапазон прозрачности каломели также весьма широк X = 0,35 - 20 мкм. Благодаря высоким характеристикам кристалла каломели, согласно расчетам, представляется возможным сделать фильтр с пространственным разрешением, превышающим значение N = 1000, Однако, несмотря на то, что данный материал обладает уникальными