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光電子技術第二章ppt課件(編輯修改稿)

2026-06-02 04:11 本頁面

　

【文章內容簡介】 : )c o s (21),( 30 kxtwPSntxn s ?????1）聲波為行波時的介質折射率 : 式中 S為超聲波引起介質產生的應變； P為材料的彈光系數 . 2）超聲駐波形成的折射率變化為：即，晶體中形成“凝固”的空間光柵。聲駐波在一個周期內，介質兩次出現疏密層，且在波節處密度保持不變，因而折射率每隔半個周期：當超聲波頻率較低，光波平行于聲波面入射 (即垂直于聲場傳播方向 )，聲光互作用長度 L較短時，在光波通過介質的時間內，折射率的變化可以忽略不計，則聲光介質可近似看做為相對靜止的“平面相位柵”，產生拉曼納斯衍射。按照超聲波頻率的高低和光波相對聲場的入射角度及二者相互作用的長度，將聲光衍射分為拉曼奈斯衍射和布拉格衍射兩類。【分類】拉曼納斯衍射略去對時間的依賴關系，這樣沿 x方向的折射率分布可簡化為：式中 n0為平均折射率；為聲致折射率變化。 n? 由于介質折射率發生了周期性變化，所以會對入射光波的相位進行調制。 xknnxn ss in)( 0 ????◆ 聲行波中的聲光衍射圖 413 垂直入射情況平面光波垂直入射時，出射光波不再是單色平面波，而是一個相位被調制了的光波．其等相面是由函數 n(x)決定的折皺曲面，其光場可寫成：在聲場外 P點處總的衍射光強是所有子波源貢獻的和。衍射光場強度各項取極大值的條件為：在聲場外 P點處總的衍射光強是所有子波源貢獻的和。式中：表示衍射方向的正弦； q為入射光束寬度 )0(0s i n ????? 整數mmkk si ?sism mkkm??? ????s in ),2,1,0( ????m補充：貝塞爾函數這是 n 階貝塞爾方程的標準型 . 它的解稱為貝塞爾函數。 n 階第一類貝塞爾函數： n 階第二類貝塞爾函數：是一個衰減振蕩函數 )(xJn圖貝塞爾函數振蕩特性是近似以 2π為周期的函數遞推公式： ? ? ? ? ? ?? ?? ? 2/s i n 2/s i ns i n00???kmkqBkmkqtmimm sssevJCqE?????????上式中與第 m級衍射有關的項為： ? ?tmim seEE ?? ?? 0? ? ? ?? ?? ? 2/s i n 2/s i ns i n 0 0 ?kmkq Bkmkqm s svC q JE ? ??sism mkkm??? ????s in因為函數 sinc函數在 χ= 0 時取極大值，因此有衍射極大的方位角 θm由下式決定： ② 各級衍射光的強度為： sism mkkm??? ????s in 各級衍射的方位角： ① ③ 各級衍射光的頻率 ?sm m ??? ??對于確定的 v值 (即 P值）由此表可以查出各級衍射極值的光強例如 v= 即（ P=）時當光垂直于聲波傳播方向入射時，拉曼奈斯衍射光譜為對稱排列在光束通過的兩邊、且間距相等的衍射極值分布，其中零級光強度最大，且衍射級數越高．相對光強越小，且同級次衍射光的強度相等。考慮時間因素，衍射光波產生的多普勒頻移后， m級極值的衍射光頻率為： sm m ??? ??【結論：拉曼納斯聲光衍射的主要特征：】拉曼奈斯衍射的條件： ◆ 聲駐波中的聲光衍射方向上遠場光復振幅為： ?駐波聲光衍射的特點：，仍同靜止聲場 2．對應各極值方向的光強為： )s in( tvJI smm ??? 各級衍射光強都將將隨時間以兩倍于聲波的頻率被調制。聲駐波對衍射光頻率的影響

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