Читать доклад по физике: "Закономерности дифракции света на звуке" Страница 3

(Назад) (Cкачать работу)

Im=I0Jm2(Г0);

где

Г0=l∆n2р/л.

Величина аргумента функции Бесселя, определяющая интенсивности дифракционных максимумов зависит от ∆n. При постоянном ∆n интенсивности всех максимумов постоянны по времени. Частота m-ого максимума равна щ+mЩ, т.е. сдвинута относительно частоты исходного света. Отсутствие амплитудной модуляции света и сдвиг его частоты связаны с тем, что бегущая акустическая волна создает движущуюся фазовую дифракционную решетку. Движение решетки не меняет интенсивности максимумов, но из-за эффекта Доплера меняет частоту света.

При малых Г0 эффективность модулятора равна

з=Г02/2

Таким образом, эффективность модулятора пропорциональна квадрату пути света в акустическом столбе. Последняя зависимость имеет место лишь в приближении Рамана - Ната, т.е. при малых l.

Эффективность дифракции в режиме Рамана - Ната m-го порядка можно записать в виде:

зm=J2m(д)= J2m()

Из формулы (2а) (на листе) вытекает следующее: чтобы выполнялся закон сохранения энергии, сумма интенсивностей всех дифракционных порядков должна быть равна интенсивности падающего излучения.

Акустооптические устройства

Акустооптическое взаимодействие можно использовать для создания различных модуляторов света. При этом можно реализовать как амплитудные модуляторы, так и преобразователи частот. Такие модуляторы могут работать либо в режиме Рамана-Ната, либо в режиме брэгговской дифракции.

Недостаток режима Рамана-Ната состоит в малой длине взаимодействия, определяемой критерием (4)

Для высоких частот максимальная достижимая длина L оказывается слишком малой для практических применений вследствие того, что при этом требуется чрезвычайно большая мощность звука. Поэтому модуляторы света Р-Н могут работать лишь при низких частотах и, следовательно, иметь ограниченные полосы. Эффективность модулятора пропорциональна квадрату пути света в акустическом столбе

Очень широкие полосы, представляющие практический интерес, могут обеспечивать лишь высокочастотные модуляторы, работающие в брэгговском режиме.

Режимы дифракции Рамана-Ната и Брэгга представляют собой два предельных случая, соответствующих малой и большой длине области взаимодействия света и звука. Плавный переход между этими режимами происходит при непрерывном изменении L. Таким образом, по мере увеличения L происходит уменьшение числа дифракционных максимумов и сужение допустимых пределов углов падения света. Строгие границы режимов дифракции не могут быль установлены по той причине, что число дифракционный максимумов существенно зависит от мощности ультразвуковой волны, с ее увеличением число дифракционных максимумов растет.

Похожие работы