Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции
Изучены селективные свойства промежуточного режима дифракции вблизи брэгговского резонанса. Показано, что с уменьшением частоты ультразвука происходит расширение относительной полосы частот, в пределах которой выполняются условия брэгговского синхронизма. Установлено, что в промежуточном режиме, ког...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Радиофизика и радиоастрономия |
|---|---|
| Дата: | 2002 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2002
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122318 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции / Л.Ф. Купченко, Ю.М. Плахов, О.В. Ефимова, В.Б. Лобырев, Е.Л. Черкашина, А.В. Шевченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 2. — С. 201-207. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-122318 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Купченко, Л.Ф. Плахов, Ю.М. Ефимова, О.В. Лобырев, В.Б. Черкашина, Е.Л. Шевченко, А.В. 2017-07-02T09:46:18Z 2017-07-02T09:46:18Z 2002 Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции / Л.Ф. Купченко, Ю.М. Плахов, О.В. Ефимова, В.Б. Лобырев, Е.Л. Черкашина, А.В. Шевченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 2. — С. 201-207. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122318 535.42:534.321.9 Изучены селективные свойства промежуточного режима дифракции вблизи брэгговского резонанса. Показано, что с уменьшением частоты ультразвука происходит расширение относительной полосы частот, в пределах которой выполняются условия брэгговского синхронизма. Установлено, что в промежуточном режиме, когда одновременно присутствуют составляющие первого и второго порядков дифракции, существует такой режим акустооптического взаимодействия, при котором величина дифракционной эффективности составляющей первого порядка минимальна. Приводятся результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эти положения. Вивчено селективні властивості проміжного режиму дифракції поблизу бреггівського резонансу. Показано, що зі зменшенням частоти ультразвуку відбувається розширення відносної смуги частот, в межах якої виконуються умови бреггівського синхронізму. Встановлено, що в проміжному режимі, коли водночас присутні складові першого та другого порядків дифракції, існує такий режим акустооптичної взаємодії, при якому величина дифракційної ефективності складової першого порядку мінімальна. Наводяться результати експериментальних досліджень, які підтверджують ці положення. The selective properties of an intermediate diffraction regime near to Bragg's resonance are investigated. It is shown that upon reduction of ultrasound frequency the relative frequency band extends, the Bragg s synchronism conditions being fulfilled within the band. It is established that in an intermediate regime, when simultaneously the components of the first and second orders Bragg's diffraction are present, there occurs such regime of acoustooptic interaction, at which the diffraction's efficiency value of the component of the first order is minimal. The results of experimental research confirming these results are presented. Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность Л. Ф. Черногору за постоянное внимание к работе. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции Choice of Conditions of Acoustooptic Interaction for Processors Using Components of Second Order Bragg’s Diffraction Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| spellingShingle |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции Купченко, Л.Ф. Плахов, Ю.М. Ефимова, О.В. Лобырев, В.Б. Черкашина, Е.Л. Шевченко, А.В. |
| title_short |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| title_full |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| title_fullStr |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| title_full_unstemmed |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| title_sort |
выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции |
| author |
Купченко, Л.Ф. Плахов, Ю.М. Ефимова, О.В. Лобырев, В.Б. Черкашина, Е.Л. Шевченко, А.В. |
| author_facet |
Купченко, Л.Ф. Плахов, Ю.М. Ефимова, О.В. Лобырев, В.Б. Черкашина, Е.Л. Шевченко, А.В. |
| publishDate |
2002 |
| language |
Russian |
| container_title |
Радиофизика и радиоастрономия |
| publisher |
Радіоастрономічний інститут НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Choice of Conditions of Acoustooptic Interaction for Processors Using Components of Second Order Bragg’s Diffraction |
| description |
Изучены селективные свойства промежуточного режима дифракции вблизи брэгговского резонанса. Показано, что с уменьшением частоты ультразвука происходит расширение относительной полосы частот, в пределах которой выполняются условия брэгговского синхронизма. Установлено, что в промежуточном режиме, когда одновременно присутствуют составляющие первого и второго порядков дифракции, существует такой режим акустооптического взаимодействия, при котором величина дифракционной эффективности составляющей первого порядка минимальна. Приводятся результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эти положения.
Вивчено селективні властивості проміжного режиму дифракції поблизу бреггівського резонансу. Показано, що зі зменшенням частоти ультразвуку відбувається розширення відносної смуги частот, в межах якої виконуються умови бреггівського синхронізму. Встановлено, що в проміжному режимі, коли водночас присутні складові першого та другого порядків дифракції, існує такий режим акустооптичної взаємодії, при якому величина дифракційної ефективності складової першого порядку мінімальна. Наводяться результати експериментальних досліджень, які підтверджують ці положення.
The selective properties of an intermediate diffraction regime near to Bragg's resonance are investigated. It is shown that upon reduction of ultrasound frequency the relative frequency band extends, the Bragg s synchronism conditions being fulfilled within the band. It is established that in an intermediate regime, when simultaneously the components of the first and second orders Bragg's diffraction are present, there occurs such regime of acoustooptic interaction, at which the diffraction's efficiency value of the component of the first order is minimal. The results of experimental research confirming these results are presented.
|
| issn |
1027-9636 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/122318 |
| citation_txt |
Выбор условий акустооптического взаимодействия для процессоров, использующих составляющие второго порядка брэгговской дифракции / Л.Ф. Купченко, Ю.М. Плахов, О.В. Ефимова, В.Б. Лобырев, Е.Л. Черкашина, А.В. Шевченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 2. — С. 201-207. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kupčenkolf vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT plahovûm vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT efimovaov vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT lobyrevvb vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT čerkašinael vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT ševčenkoav vyborusloviiakustooptičeskogovzaimodeistviâdlâprocessorovispolʹzuûŝihsostavlâûŝievtorogoporâdkabréggovskoidifrakcii AT kupčenkolf choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction AT plahovûm choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction AT efimovaov choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction AT lobyrevvb choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction AT čerkašinael choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction AT ševčenkoav choiceofconditionsofacoustoopticinteractionforprocessorsusingcomponentsofsecondorderbraggsdiffraction |
| first_indexed |
2025-11-26T04:52:59Z |
| last_indexed |
2025-11-26T04:52:59Z |
| _version_ |
1850612455148879872 |
| fulltext |
Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2, ñ. 201-207
© Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà, Â. Á. Ëîáûðåâ, Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî, 2002
ÓÄÊ 535.42:534.321.9
Âûáîð óñëîâèé àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
äëÿ ïðîöåññîðîâ, èñïîëüçóþùèõ ñîñòàâëÿþùèå
âòîðîãî ïîðÿäêà áðýããîâñêîé äèôðàêöèè
Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà, Â. Á. Ëîáûðåâ,
Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî
Õàðüêîâñêèé âîåííûé óíèâåðñèòåò,
Óêðàèíà, 61043, ã. Õàðüêîâ, ïë. Ñâîáîäû, 6
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 18 îêòÿáðÿ 2001 ã.
Èçó÷åíû ñåëåêòèâíûå ñâîéñòâà ïðîìåæóòî÷íîãî ðåæèìà äèôðàêöèè âáëèçè áðýããîâñêîãî ðåçî-
íàíñà. Ïîêàçàíî, ÷òî ñ óìåíüøåíèåì ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà ïðîèñõîäèò ðàñøèðåíèå îòíîñèòåëüíîé
ïîëîñû ÷àñòîò, â ïðåäåëàõ êîòîðîé âûïîëíÿþòñÿ óñëîâèÿ áðýããîâñêîãî ñèíõðîíèçìà. Óñòàíîâëåíî,
÷òî â ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå, êîãäà îäíîâðåìåííî ïðèñóòñòâóþò ñîñòàâëÿþùèå ïåðâîãî è âòîðîãî
ïîðÿäêîâ äèôðàêöèè, ñóùåñòâóåò òàêîé ðåæèì àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ïðè êîòîðîì
âåëè÷èíà äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîãî ïîðÿäêà ìèíèìàëüíà. Ïðèâîäÿò-
ñÿ ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé, ïîäòâåðæäàþùèå ýòè ïîëîæåíèÿ.
Âèâ÷åíî ñåëåêòèâí³ âëàñòèâîñò³ ïðîì³æíîãî ðåæèìó äèôðàêö³¿ ïîáëèçó áðåãã³âñüêîãî ðåçîíàí-
ñó. Ïîêàçàíî, ùî ç³ çìåíøåííÿì ÷àñòîòè óëüòðàçâóêó â³äáóâàºòüñÿ ðîçøèðåííÿ â³äíîñíî¿ ñìóãè
÷àñòîò, â ìåæàõ ÿêî¿ âèêîíóþòüñÿ óìîâè áðåãã³âñüêîãî ñèíõðîí³çìó. Âñòàíîâëåíî, ùî â ïðîì³æíî-
ìó ðåæèì³, êîëè âîäíî÷àñ ïðèñóòí³ ñêëàäîâ³ ïåðøîãî òà äðóãîãî ïîðÿäê³â äèôðàêö³¿, ³ñíóº òàêèé
ðåæèì àêóñòîîïòè÷íî¿ âçàºìî䳿, ïðè ÿêîìó âåëè÷èíà äèôðàêö³éíî¿ åôåêòèâíîñò³ ñêëàäîâî¿ ïåð-
øîãî ïîðÿäêó ì³í³ìàëüíà. Íàâîäÿòüñÿ ðåçóëüòàòè åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü, ÿê³ ï³äòâåðäæó-
þòü ö³ ïîëîæåííÿ.
Ââåäåíèå
Íàñòîÿùàÿ ñòàòüÿ ÿâëÿåòñÿ ïðîäîëæåíèåì
ðàáîòû [1], â êîòîðîé àâòîðàìè èññëåäîâàíû
ñâîéñòâà ñîñòàâëÿþùèõ âòîðîãî ïîðÿäêà
áðýããîâñêîé äèôðàêöèè ïðè âçàèìîäåéñòâèè
ñâåòà ñ óëüòðàçâóêîâîé âîëíîé ïîä äâîéíûì
óãëîì Áðýããà. Ïîñêîëüêó äèôðàêöèîííûå ñî-
ñòàâëÿþùèå âòîðîãî ïîðÿäêà îáëàäàþò â äâà
ðàçà áîëüøåé óãëîâîé äèñïåðñèåé ïî ñðàâíå-
íèþ ñ ñîñòàâëÿþùåé ïåðâîãî ïîðÿäêà, ìîæ-
íî îæèäàòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå èõ èñïîëüçîâà-
íèÿ óäàñòñÿ ïîâûñèòü â äâà ðàçà ðàçðåøàþ-
ùóþ ñïîñîáíîñòü àêóñòîîïòè÷åñêèõ ïðîöåñ-
ñîðîâ, ïðèìåíÿåìûõ â êîñìè÷åñêîé ñïåêòðî-
ñêîïèè.
Îäíàêî ïîìèìî áîëüøåé óãëîâîé äèñïåð-
ñèè äèôðàêöèîííûå êîìïîíåíòû âûñøèõ ïî-
ðÿäêîâ îáëàäàþò áîëåå âûñîêîé ñïåêòðàëüíîé
ñåëåêòèâíîñòüþ, ÷òî ïðèâîäèò ê ñóæåíèþ ïî-
ëîñû àíàëèçèðóåìûõ ÷àñòîò.
Ïîýòîìó öåëüþ íàñòîÿùåé ñòàòüè ÿâëÿåòñÿ
òåîðåòè÷åñêîå è ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäî-
âàíèÿ ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ïðè óñëîâèè, êîãäà óãîë ïàäåíèÿ ñâåòà
íà óëüòðàçâóêîâóþ âîëíó ðàâåí óäâîåííîìó
óãëó Áðýããà (âòîðîé áðýããîâñêèé ðåçîíàíñ).
Êðîìå òîãî, àâòîðàìè ðàçðàáîòàíû ïðåäëîæå-
íèÿ ïî âûáîðó óñëîâèé âçàèìîäåéñòâèÿ ñâå-
òîâîé è óëüòðàçâóêîâîé âîëí, ïðè îáåñïå÷å-
íèè êîòîðûõ àêóñòîîïòè÷åñêèå ïðîöåññîðû,
èñïîëüçóþùèå ñîñòàâëÿþùèå âòîðîãî ïîðÿä-
Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà, Â. Á. Ëîáûðåâ, Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî
202 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
êà áðýããîâñêîé äèôðàêöèè, áóäóò îáëàäàòü íå
òîëüêî âûñîêîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ,
íî è øèðîêîé ïîëîñîé àíàëèçèðóåìûõ ÷àñòîò.
Ïîñòàíîâêà çàäà÷è
Èçâåñòíî, ÷òî îäíèì èç ìåòîäîâ ðàñøè-
ðåíèÿ ïîëîñû àíàëèçèðóåìûõ ÷àñòîò àêóñ-
òîîïòè÷åñêèõ ñïåêòðîàíàëèçàòîðîâ, â êîòî-
ðûõ âçàèìîäåéñòâèå ñâåòîâîé è óëüòðàçâó-
êîâûõ âîëí ïðîèñõîäèò ïîä óãëîì Áðýããà
(ïåðâûé áðýããîâñêèé ðåçîíàíñ), ÿâëÿåòñÿ
èñïîëüçîâàíèå ïðîìåæóòî÷íîãî ðåæèìà.
Îáû÷íî ñ÷èòàþò, ÷òî ðåæèì áðýããîâñêîé
äèôðàêöèè ïðîÿâëÿåòñÿ, êîãäà ïàðàìåòð
Êëÿéíà-Êóêà Q > 4π, à ðåæèì Ðàìàíà-Íàòà �
ïðè 0.3Q ≤ 2
0( ,Q k l k= ãäå 0k è k � âîëíî-
âûå ÷èñëà çâóêîâîé è ñâåòîâîé âîëí ñîîò-
âåòñòâåííî, l � äëèíà âçàèìîäåéñòâèÿ). Ïå-
ðåõîäíàÿ îáëàñòü, ãäå 0.3 < Q < 4π, � ïðîìå-
æóòî÷íûé ðåæèì. Ýòîò ðåæèì õàðàêòåðèçó-
åòñÿ, âî-ïåðâûõ, ñíèæåíèåì ñåëåêòèâíîñòè
áðýããîâñêîãî ñèíõðîíèçìà è ìîæåò áûòü ðå-
àëèçîâàí, íàïðèìåð, ïóòåì óìåíüøåíèÿ ÷à-
ñòîòû óëüòðàçâóêà. Âî-âòîðûõ, â ïðîìåæó-
òî÷íîì ðåæèìå ðåàëèçóåòñÿ ìíîãîâîëíîâûé
ðåæèì, êîãäà ïîìèìî îñíîâíûõ ïðîñòðàí-
ñòâåííûõ êîìïîíåíò äèôðàãèðîâàííûõ ïî-
ëåé ïåðâîãî è íóëåâîãî ïîðÿäêîâ ïðèñóòñòâó-
þò ñîñòàâëÿþùèå è äðóãèõ ïîðÿäêîâ. Â ïðî-
ñòåéøåì ñëó÷àå âîçíèêàþò òðè ïðîñòðàí-
ñòâåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ ñâåòîâîãî ïîëÿ ñ àì-
ïëèòóäàìè 0,E 1E è 2.E
Ïðîìåæóòî÷íûì ðåæèìîì äèôðàêöèè ñâå-
òà íà óëüòðàçâóêîâîé âîëíå ïîä äâîéíûì óã-
ëîì Áðýããà áóäåì ñ÷èòàòü òðåõâîëíîâûé ðå-
æèì, êîãäà îñíîâíûìè äèôðàêöèîííûìè ïî-
ðÿäêàìè ÿâëÿþòñÿ íóëåâîé è âòîðîé, à äîïîë-
íèòåëüíûì � ïåðâûé.
Îäíàêî íàñ áóäóò èíòåðåñîâàòü òàêèå óñëî-
âèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ñâåòîâîé è óëüòðàçâóêî-
âîé âîëí â ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå, ïðè êîòî-
ðîì äèôðàêöèîííàÿ ýôôåêòèâíîñòü âòîðîãî
ïîðÿäêà ñóùåñòâåííî áîëüøå äèôðàêöèîííîé
ýôôåêòèâíîñòè ïåðâîãî ïîðÿäêà. Îáû÷íî ïîä
äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòüþ i-ãî ïîðÿä-
êà ïîíèìàþò êâàäðàò ìîäóëÿ îòíîøåíèÿ àìï-
ëèòóä äèôðàãèðîâàâøåé è ïàäàþùåé ñâåòî-
âûõ âîëí
22
ï
,i iE Eη = ãäå 1, 2, ... .i =
 ðàáîòå [1] ïîêàçàíî, ÷òî äèôðàêöèîííàÿ
ýôôåêòèâíîñòü âòîðîãî ïîðÿäêà çàâèñèò íå
òîëüêî îò îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ êîýôôè-
öèåíòà ïðåëîìëåíèÿ ,n n∆ êîòîðîå ñâÿçàíî ñ
íàëè÷èåì â ñðåäå óëüòðàçâóêîâîé âîëíû, íî è
îò ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà 0.f Ýòî ïîçâîëÿåò îï-
ðåäåëèòü òàêèå óñëîâèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ñâåòî-
âîé è óëüòðàçâóêîâîé âîëí (çíà÷åíèÿ ïàðàìåò-
ðîâ n n∆ è 0),f ïðè êîòîðûõ 2 2
2 1.η η?
Òàêèì îáðàçîì â èíòåðåñàõ ïîâûøåíèÿ
ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè àêóñòîîïòè÷åñêèõ
ïðîöåññîðîâ, íåîáõîäèìî, âî-ïåðâûõ, îáåñïå-
÷èòü âçàèìîäåéñòâèå ñâåòîâîé è óëüòðàçâóêî-
âîé âîëí ïîä äâîéíûì óãëîì Áðýããà äëÿ ïîëó-
÷åíèÿ áîëüøåé óãëîâîé äèñïåðñèè. Âî-âòîðûõ,
èñïîëüçîâàòü ïðîìåæóòî÷íûé ðåæèì äèôðàê-
öèè ñ òåì, ÷òîáû, óìåíüøàÿ ñåëåêòèâíîñòü
àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ðàñøèðèòü
ïîëîñó àíàëèçèðóåìûõ ÷àñòîò. Â-òðåòüèõ, íàé-
òè òàêèå óñëîâèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ âîëí, ïðè
êîòîðûõ àìïëèòóäà äèôðàêöèîííîé ñîñòàâëÿ-
þùåé ñâåòîâîãî ïîëÿ ïåðâîãî ïîðÿäêà 1E áûëà
áû ñóùåñòâåííî ìåíüøå àìïëèòóäû ñîñòàâëÿ-
þùåé âòîðîãî ïîðÿäêà 2.E
Óñëîâèÿ ìàêñèìàëüíîé
äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè
âòîðîãî ïîðÿäêà
 ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå äèôðàêöèè ðåà-
ëèçóåòñÿ ìíîãîâîëíîâûé ðåæèì, è ïîëó÷èòü
ïðîñòûå àíàëèòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ äëÿ àìï-
ëèòóä ïðîñòðàíñòâåííûõ êîìïîíåíò ñâåòîâî-
ãî ïîëÿ íåëüçÿ. ×òîáû èññëåäîâàòü õàðàêòåð
ïîâåäåíèÿ äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè
ïåðâîãî ( ) ( ) 22
1 0 1 0 ï
, ,n n f E n n f Eη ∆ = ∆ è
âòîðîãî ( ) ( ) 22
2 0 2 0 ï
, ,n n f E n n f Eη ∆ = ∆ ïî-
ðÿäêîâ áûëà èñïîëüçîâàíà èçëîæåííàÿ â ðàáî-
òå [1] ìåòîäèêà ÷èñëåííîãî ðàñ÷åòà ñîñòàâëÿ-
þùèõ ïîëÿ, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü äîñ-
òîâåðíûé ðåçóëüòàò ïðè ìíîãîâîëíîâîì õàðàê-
òåðå äèôðàêöèè ñâåòà íà óëüòðàçâóêîâîé âîë-
íå. Ýòà ìåòîäèêà îñíîâàíà íà ìåòîäå íåïðå-
ðûâíûõ äðîáåé [2], ïðåäóñìàòðèâàþùåì ñâå-
äåíèå ñèñòåìû äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé
ê ñèñòåìå àëãåáðàè÷åñêèõ óðàâíåíèé ñ äàëü-
Âûáîð óñëîâèé àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ïðîöåññîðîâ, èñïîëüçóþùèõ ñîñòàâëÿþùèå âòîðîãî ïîðÿäêà...
203Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
íåéøèì íàõîæäåíèåì ðàçðåøåííûõ íàïðàâëå-
íèé ðàñïðîñòðàíåíèÿ è êîìïëåêñíûõ àìï-
ëèòóä ñâåòîâûõ âîëí â ñðåäå ñ ïåðèîäè÷åñ-
êîé íåîäíîðîäíîñòüþ êîýôôèöèåíòà ïðå-
ëîìëåíèÿ. Äëÿ êà÷åñòâåííîé îöåíêè ïîâå-
äåíèÿ äèôðàêöèîííûõ ñîñòàâëÿþùèõ â ðàñ-
÷åòàõ ó÷èòûâàëèñü ëèøü òðè ïðîñòðàíñòâåí-
íûå êîìïîíåíòû ñâåòîâîãî ïîëÿ 0 ,E 1E è 2.E
 ðåçóëüòàòå ïîëó÷åíû çàâèñèìîñòè äèôðàê-
öèîííîé ýôôåêòèâíîñòè ïåðâîãî 2
1η è âòîðî-
ãî 2
2η ïîðÿäêîâ îò èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ âçà-
èìîäåéñòâèÿ, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 1.
Èç ñðàâíåíèÿ ãðàôèêîâ ìîæíî ñäåëàòü ñëå-
äóþùèå âûâîäû. Âî-ïåðâûõ, õàðàêòåð ïîâåäå-
íèÿ äèôðàêöèîííûõ ýôôåêòèâíîñòåé âòîðîãî
ïîðÿäêà (ðèñ. 1, à) è ïåðâîãî ïîðÿäêà (ðèñ. 1, á)
ïðè èçìåíåíèè n n∆ è 0f ñóùåñòâåííî îò-
ëè÷àåòñÿ. Çàâèñèìîñòü ( )2
2 0,n n fη ∆ èìååò
îäèí �ãðåáåíü�, à çàâèñèìîñòü ( )2
1 0,n n fη ∆
íåñêîëüêî �ãðåáíåé�, âûñîòà è ïîëîæåíèå êî-
òîðûõ èçìåíÿþòñÿ ïðè âàðüèðîâàíèè ïàðà-
ìåòðîâ âçàèìîäåéñòâèÿ. Âî-âòîðûõ, ââèäó ðàç-
ëè÷èÿ ïîâåäåíèÿ 2
1η è 2
2,η ñóùåñòâóþò îáëà-
ñòè, â êîòîðûõ äèôðàêöèîííàÿ ýôôåêòèâíîñòü
âòîðîãî ïîðÿäêà ñóùåñòâåííî áîëüøå âåëè-
÷èíû äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè ïåðâî-
ãî, ò. å. �ãðåáåíü� çàâèñèìîñòè ( )2
2 0,n n fη ∆
ñîâïàäàåò ñ �ëîæáèíàìè� çàâèñèìîñòè
( )2
1 0, .n n fη ∆
×èñëåííûå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ âçàèìî-
äåéñòâèÿ n n∆ è 0,f ïðè êîòîðûõ âûïîëíÿåò-
ñÿ óñëîâèå 2 2
2 1,η η? ìîæíî íàéòè èç àíàëèòè-
÷åñêèõ âûðàæåíèé äëÿ äèôðàêöèîííûõ ýôôåê-
òèâíîñòåé ïåðâîãî è âòîðîãî ïîðÿäêà ïðè òî÷-
íîì ñîáëþäåíèè óñëîâèé áðýããîâñêîãî ñèíõ-
ðîíèçìà. À èìåííî äëÿ âçàèìîäåéñòâèÿ çâóêî-
âîé è ñâåòîâîé âîëí ïðè äâîéíîì óãëå Áðýããà
0sin k kθ = − (θ � óãîë ìåæäó íàïðàâëåíèåì
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïëîñêîé ñâåòîâîé âîëíû è
àêóñòè÷åñêèì âîëíîâûì ôðîíòîì). Ïðè ýòîì
äèôðàêöèîííàÿ ýôôåêòèâíîñòü âòîðîãî ïîðÿä-
êà îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì [3]:
22
2 2 2
2 2
0
1
sin 1 ,
21
n kl k
n k
∆ η = + γ + γ
(1)
ãäå
2
2
4
,
q
εγ =
0
sin
2 1 ,
k
k
θε = +
2
0
.
n k
q
n k
∆=
Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå äèôðàêöèîííîé
ýôôåêòèâíîñòè âòîðîãî ïîðÿäêà
2
2 max
η
ïîëó÷èì èç (1) ïðè ðàâåíñòâå íóëþ îòíî-
ñèòåëüíîé ðàññòðîéêè 0ε = ( )0sin k kθ = −
è ïðè ñèíóñå, ðàâíîì åäèíèöå. Òîãäà çíà-
÷åíèå âîëíîâîãî ÷èñëà çâóêîâîé âîëíû,
ïðè êîòîðîì îáå ñïå÷èâàåòñÿ óñëîâèå
Ðèñ. 1. Êà÷åñòâåííûå çàâèñèìîñòè äèôðàêöè-
îííûõ ýôôåêòèâíîñòåé âòîðîãî ïîðÿäêà 2
2η (à)
è ïåðâîãî ïîðÿäêà 2
1η (á) îò îòíîñèòåëüíîãî
èçìåíåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ n n∆ è ÷à-
ñòîòû óëüòðàçâóêà 0f ïðè âçàèìîäåéñòâèè
ñâåòîâîé è çâóêîâîé âîëí ïîä äâîéíûì óãëîì
Áðýããà
Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà, Â. Á. Ëîáûðåâ, Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî
204 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
2 2
2 2 max
,η = η ìîæåò áûòü íàéäåíî ïî
ôîðìóëå:
max02 .
n kl
k k
n
∆=
π
(2)
Äëÿ àìïëèòóäû äèôðàêöèîííîé ñîñòàâ-
ëÿþùåé ñâåòîâîé âîëíû ïåðâîãî ïîðÿäêà â
ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî âçàèìîäåéñòâèå îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ ïîä äâîéíûì óãëîì Áðýããà è âû-
ïîëíÿþòñÿ óñëîâèÿ ïîëíîãî áðýããîâñêîãî
ñèíõðîíèçìà, èìååò ìåñòî ñëåäóþùåå âûðà-
æåíèå [4]:
2
20
1 2
2
sin 8 1 .
48 1
k lq
E q
kq
= +
+
(3)
Èç (3) íåòðóäíî îïðåäåëèòü âîëíîâûå ÷èñ-
ëà çâóêîâîé âîëíû, ïðè êîòîðûõ äèôðàêöèîí-
íàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïåðâîãî ïîðÿäêà ìèíè-
ìàëüíà:
min
22 2
2 44
01, 2
16
8 ,m
k n
k m k
nl
π ∆ = −
(4)
ãäå 1, 2, 3 ... .m =
Èç âûðàæåíèé (2) è (4) îïðåäåëÿþòñÿ çíà-
÷åíèÿ n n∆ è 0,f ïðè êîòîðûõ îäíîâðåìåí-
íî âûïîëíÿþòñÿ óñëîâèÿ
2 2
2 2 max
η = η è
2 2
1 1 min
.η = η Ýòè çíà÷åíèÿ íàéäåì ãðàôè÷åñ-
êèì ñïîñîáîì ïðè ñëåäóþùèõ ïàðàìåòðàõ
àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ: ñêîðîñòü
ðàñïðîñòðàíåíèÿ óëüòðàçâóêà 0 3630=v ì/ñ,
êîýôôèöèåíò ïðåëîìëåíèÿ 0 1.73,n = äëèíà
âçàèìîäåéñòâèÿ ñâåòîâîé âîëíû ñ óëüòðàçâó-
êîâîé âîëíîé 0.6l = ñì, äëèíà âîëíû ñâå-
òîâîãî èçëó÷åíèÿ 0 0.633λ = ìêì. Íà ðèñ. 2
êðèâûå 2, 3 è 4 ñîîòâåòñòâóþò çíà÷åíèÿì
ìèíèìóìà äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè
ïåðâîãî ïîðÿäêà, à ëèíèÿ 1 ñîîòâåòñòâóåò
çíà÷åíèÿì ìàêñèìóìà äèôðàêöèîííîé ñî-
ñòàâëÿþùåé âòîðîãî ïîðÿäêà.
Òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ êðèâûõ 2, 3, 4 ñ ëèíèåé 1
ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ
ïàðàìåòðîâ âçàèìîäåéñòâèÿ n n∆ è 0,f ïðè
êîòîðûõ âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå 2 2
2 1.η η?
Èç ãðàôèêîâ ñëåäóåò, ÷òî â äèàïàçîíå èç-
ìåíåíèé ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà îò 50 äî 200 ÌÃö
è îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè â ïðåäåëàõ
5 410 10n n − −∆ = ÷ ñóùåñòâóþò òðè íàáîðà ïà-
ðàìåòðîâ âçàèìîäåéñòâèÿ, ïðè êîòîðûõ
2 2
2 1 :η η?
1) 0 70f = ÌÃö è 53.8 10 ,n n −∆ = ⋅
2) 0 120f = ÌÃö è 56.5 10 ,n n −∆ = ⋅ (5)
3) 0 150f = ÌÃö è 59.4 10 .n n −∆ = ⋅
Ïåðåõîäÿ ê èññëåäîâàíèþ ñåëåêòèâíûõ
ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â
ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå äèôðàêöèè, èçó÷èì
çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîé ïîëîñû ÷àñòîò
0 0 ,f f∆ â ïðåäåëàõ êîòîðîé âûïîëíÿåòñÿ óñ-
ëîâèå áðýããîâñêîãî ñèíõðîíèçìà, îò ÷àñòîòû
óëüòðàçâóêîâûõ êîëåáàíèé.
Ïîëîñà ÷àñòîò îïðåäåëÿëàñü èç çàâèñè-
ìîñòåé äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè âòî-
ðîãî ïîðÿäêà ñ ïîìîùüþ ìåòîäà íåïðåðûâ-
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòè ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà 0f îò
îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëå-
íèÿ n n∆ ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèé
2 2
2 2 max
=η η
(ëèíèÿ 1) è
2 2
1 1 min
=η η (êðèâûå 2, 3, 4)
Âûáîð óñëîâèé àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ïðîöåññîðîâ, èñïîëüçóþùèõ ñîñòàâëÿþùèå âòîðîãî ïîðÿäêà...
205Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
íûõ äðîáåé, èñïîëüçîâàííîãî ðàíåå ïðè
ïîñòðîåíèè ãðàôèêîâ, ïðåäñòàâëåííûõ íà
ðèñ. 1, à.  äàííîì ñëó÷àå âû÷èñëåíèÿ ïðî-
èçâîäèëèñü ëèøü äëÿ ôèêñèðîâàííûõ çíà-
÷åíèé ïàðàìåòðîâ n n∆ è 0f (5), ïðè êîòî-
ðûõ 2 2
2 1.η η?
Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ. 3 êðèâîé I. Ñóùåñòâåííî, ÷òî â ïðîìåæó-
òî÷íîì ðåæèìå ïðè âòîðîì áðýããîâñêîì ðåçî-
íàíñå (òàê æå êàê è ïðè ïåðâîì) ñ óìåíüøåíè-
åì ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà îòíîñèòåëüíàÿ ïîëîñà
÷àñòîò óâåëè÷èâàåòñÿ, ò. å. óìåíüøàåòñÿ ñå-
ëåêòèâíîñòü áðýããîâñêîé äèôðàêöèè.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû
Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïðîâåðåíû äâà òåîðåòè-
÷åñêèõ ïîëîæåíèÿ íàñòîÿùåé ðàáîòû. Âî-ïåð-
âûõ, ïîëîæåíèå î òîì, ÷òî â ïðîñòðàíñòâå
èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ âçàèìîäåéñòâèÿ ñóùå-
ñòâóþò òàêèå çíà÷åíèÿ ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà è
âûçâàííîãî èì îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ îï-
òè÷åñêîé ïëîòíîñòè ñðåäû, ïðè êîòîðûõ
äèôðàêöèîííàÿ ýôôåêòèâíîñòü âòîðîãî ïîðÿä-
êà ñóùåñòâåííî áîëüøå äèôðàêöèîííîé ýô-
ôåêòèâíîñòè ïåðâîãî. Âî-âòîðûõ, î òîì, ÷òî â
ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå äèôðàêöèè ñ óìåíü-
øåíèåì ÷àñòîòû óëüòðàçâóêîâûõ êîëåáàíèé,
êîãäà âçàèìîäåéñòâèå ñâåòîâîé è çâóêîâûõ
âîëí ïðîèñõîäèò ïîä äâîéíûì óãëîì Áðýããà,
âîçðàñòàåò îòíîñèòåëüíàÿ ïîëîñà ÷àñòîò óëüò-
ðàçâóêà 0 0.f f∆
 ýêñïåðèìåíòàõ èñïîëüçîâàëñÿ àêóñòîîï-
òè÷åñêèé ìîäóëÿòîð ÌÀ-201 ñî ñëåäóþùèìè
òåõíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè:
� ìàòåðèàë çâóêîïðîâîäà � ñòåêëî ÒÔ-7;
� ïðåîáðàçîâàòåëü óëüòðàçâóêà � ïüåçîïëà-
ñòèíà èç íèîáàòà ëèòèÿ, îáåñïå÷èâàþùàÿ ïðî-
äîëüíûå êîëåáàíèÿ ñ öåíòðàëüíîé ÷àñòîòîé
0 80f = ÌÃö;
� ýôôåêòèâíîñòü äèôðàêöèè àêóñòîîïòè-
÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà � 30 ÷ 80 % ⋅ Âò�1;
� âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå � 50 Îì;
� âõîäíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü � íå áî-
ëåå 4 Âò.
Êîýôôèöèåíò ýëåêòðîîïòè÷åñêîé ñâÿçè, õà-
ðàêòåðèçóþùèé çàâèñèìîñòü ìåæäó âåëè÷èíîé
n n∆ è íàïðÿæåíèåì íà âîçáóäèòåëå óëüòðà-
çâóêà U, îïðåäåëÿëñÿ ïî ìåòîäèêå, èçëîæåí-
íîé â ðàáîòå [1], è äëÿ èñïîëüçóåìîãî ìîäóëÿ-
òîðà ( ) 1 62.5 10n n U− −∆ = ⋅ Â�1.
Ïðè çàäàííûõ çíà÷åíèÿõ ÷àñòîòû óëüòðà-
çâóêà, îïðåäåëÿåìûõ õàðàêòåðèñòèêàìè àêóñ-
òîîïòè÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà äëÿ èññëåäîâàíèÿ
ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
ïîä äâîéíûì óãëîì Áðýããà, ïîòðåáîâàëîñü óâå-
ëè÷èòü àìïëèòóäó âûñîêî÷àñòîòíîãî íàïðÿæå-
íèÿ, ïîäàâàåìîãî íà âîçáóäèòåëü óëüòðàçâóêà.
×òîáû èñêëþ÷èòü åãî ïîâðåæäåíèå ïðè ïîäà-
÷å ïîâûøåííîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè, âñå
èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü â èìïóëüñíîì ðå-
æèìå. Â ýêñïåðèìåíòå äëèòåëüíîñòü èìïóëü-
ñîâ ñîñòàâëÿëà 30 ìêñ, à ÷àñòîòà èõ ñëåäîâà-
íèÿ áûëà ðàâíîé 1 êÃö.
Àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè
àêóñòîîïòè÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà è åãî ñîáñòâåí-
íàÿ öåíòðàëüíàÿ ÷àñòîòà 80 ÌÃö îïðåäåëèëè
Ðèñ. 3. Ðàñ÷åòíûå (êðèâàÿ I) è ýêñïåðèìåíòàëü-
íûå (êðèâàÿ II) çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíîé ïî-
ëîñû ÷àñòîò óëüòðàçâóêà 0 0f f∆ äëÿ äèôðàê-
öèîííûõ ñîñòàâëÿþùèõ âòîðîãî ïîðÿäêà îò ÷à-
ñòîòû óëüòðàçâóêîâûõ êîëåáàíèé 0f .
Òî÷êàì 1, 2, 3 ñîîòâåòñòâóþò ðàñ÷åòíûå çíà÷å-
íèÿ ∆n/n = 3.8⋅10�5, 6.5⋅10�5, 9.4⋅10�5 ñîîòâåò-
ñòâåííî; òî÷êàì 1′, 2′, 3′ � ýêñïåðèìåíòàëüíûå
çíà÷åíèÿ ∆n/n = 3.6⋅10�5, 3.8⋅10�5, 4⋅10�5 ñîîòâåò-
ñòâåííî
Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà, Â. Á. Ëîáûðåâ, Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî
206 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
âîçìîæíîñòè ýêñïåðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêè
ñôîðìóëèðîâàííûõ âûøå òåîðåòè÷åñêèõ ïî-
ëîæåíèé.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêè
ïåðâîãî èç ñôîðìóëèðîâàííûõ ïîëîæåíèé ïðåä-
ñòàâëåíû íà ðèñ. 4, ãäå èçîáðàæåíû àìïëèòóä-
íî-÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè àêóñòîîïòè÷åñêî-
ãî âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîì-
ïîíåíò ïåðâîãî è âòîðîãî ïîðÿäêîâ äèôðàêöèè
âáëèçè ðàñ÷åòíûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ âçàè-
ìîäåéñòâèÿ 0 70f = ÌÃö, 53.8 10 .n n −∆ = ⋅ Êàê
âèäíî èç ãðàôèêîâ, ïðè ýòèõ çíà÷åíèÿõ îáåñïå-
÷èâàþòñÿ ìèíèìóì äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâ-
íîñòè ïåðâîãî ïîðÿäêà (êðèâàÿ 1) è ìàêñèìóì
âòîðîãî ïîðÿäêà (êðèâàÿ 2) ïðè âçàèìîäåéñòâèè
ñâåòîâîé è óëüòðàçâóêîâîé âîëí ïîä äâîéíûì
óãëîì Áðýããà.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâà-
íèÿ ñåëåêòèâíûõ ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ ïîä äâîéíûì óãëîì Áðýããà,
ò. å. çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîé ïîëîñû ÷àñ-
òîò 0 0f f∆ îò ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà 0,f ïðåä-
ñòàâëåíû íà ðèñ. 3 êðèâîé II. Õàðàêòåð ïîâå-
äåíèÿ ðàñ÷åòíîé è ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâè-
ñèìîñòåé ñîâïàäàþò. Îäíàêî èçìåðåíèå ñåëåê-
òèâíûõ ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ â ýòîì ðåæèìå óäàëîñü îñóùåñòâèòü
òîëüêî â ïîëîñå ÷àñòîò àêóñòîîïòè÷åñêîãî
ìîäóëÿòîðà îò 60 äî 80 ÌÃö.
Îáñóæäåíèå
Ïðè îáñóæäåíèè äîñòîâåðíîñòè ðåçóëüòà-
òîâ îáðàòèì âíèìàíèå íà õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ
ïîëó÷åííûõ ÷èñëåííûì ìåòîäîì çàâèñèìîñ-
òåé äèôðàêöèîííûõ ýôôåêòèâíîñòåé ïåðâîãî
è âòîðîãî ïîðÿäêà îò îòíîñèòåëüíîãî èçìåíå-
íèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ n n∆ è ÷àñòîòû
óëüòðàçâóêà 0f (ñì. ðèñ. 1) è ãðàôèêîâ, ïî-
ëó÷åííûõ íà îñíîâàíèè àíàëèòè÷åñêèõ âû-
ðàæåíèé, õàðàêòåðèçóþùèõ çíà÷åíèÿ 0f è
,n n∆ ïðè êîòîðûõ äèôðàêöèîííàÿ ñîñòàâëÿþ-
ùàÿ ïåðâîãî ïîðÿäêà ìèíèìàëüíà, à âòîðîãî �
ìàêñèìàëüíà, (ñì. ðèñ. 2).
Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî õà-
ðàêòåð ïîâåäåíèÿ êðèâûõ 2, 3, 4 (ðèñ. 2) è �ëîæ-
áèí� çàâèñèìîñòè ( )2
1 0,n n fη ∆ (ðèñ. 1, á) ñî-
âïàäàåò. Ñîâïàäàåò òàêæå è õàðàêòåð ïîâåäå-
íèÿ ëèíèè 1 (ðèñ. 2) è �ãðåáíÿ� çàâèñèìîñòè
( )2
2 0,n n fη ∆ (ðèñ. 1, à). Ýòî ïîçâîëÿåò ñäå-
ëàòü âûâîä î òîì, ÷òî çàâèñèìîñòè, ïîëó÷åí-
íûå ÷èñëåííûì ìåòîäîì è ñ èñïîëüçîâàíèåì
àíàëèòè÷åñêèõ âûðàæåíèé, èäåíòè÷íû.
Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ýêñïå-
ðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêè ïîëîæåíèÿ î ñóùå-
ñòâîâàíèè òàêèõ óñëîâèé, ïðè êîòîðûõ âåëè-
÷èíà äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè ïåðâîãî
ïîðÿäêà ìèíèìàëüíà, à âòîðîãî ïîðÿäêà ìàê-
ñèìàëüíà. Êàê ñëåäóåò èç ðèñ. 2 (ðàñ÷åòíûå
çíà÷åíèÿ), óñëîâèå 2 2
2 1η η? äîëæíî âûïîë-
íÿòüñÿ ïðè 0 70f = ÌÃö, 53.8 10 .n n −∆ = ⋅
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà, êàê âèäíî èç ðèñ. 4,
ïîäòâåðæäàþò ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ. Äåéñòâè-
òåëüíî, ïðè ÷àñòîòå óëüòðàçâóêà 70 ÌÃö è íà-
ïðÿæåíèè, ïîäàâàåìîì íà àêóñòîîïòè÷åñêèé
ìîäóëÿòîð ~ 16 Â ( )53.8 10n n −∆ ≈ ⋅ íàáëþäà-
åòñÿ ìèíèìóì äèôðàêöèîííîé ñîñòàâëÿþùåé
ïåðâîãî è ìàêñèìóì ñîñòàâëÿþùåé âòîðîãî
ïîðÿäêà.
Ñðàâíèâàÿ ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ èçìåíåíèÿ
îòíîñèòåëüíîé ïîëîñû ÷àñòîò 0 0f f∆ (ðèñ. 3,
êðèâàÿ I) è ïîëó÷åííûå â ýêñïåðèìåíòå
Ðèñ. 4. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè äèô-
ðàêöèîííûõ ýôôåêòèâíîñòåé ïåðâîãî ïîðÿäêà
(êðèâàÿ 1) è âòîðîãî ïîðÿäêà (êðèâàÿ 2) îò ÷àñ-
òîòû óëüòðàçâóêà ïðè 5n n = 3.8 10−∆ ⋅
Âûáîð óñëîâèé àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ïðîöåññîðîâ, èñïîëüçóþùèõ ñîñòàâëÿþùèå âòîðîãî ïîðÿäêà...
207Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹2
(ðèñ. 3, êðèâàÿ II), îòìåòèì, ÷òî íåêîòîðîå
óìåíüøåíèå âåëè÷èíû ïîëîñû àêóñòîîïòè-
÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñâÿçàíî ñ âëèÿíèåì
íà ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà ñâîéñòâ àìïëè-
òóäíî-÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê àêóñòîîïòè-
÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà.
Âûâîäû
Èññëåäîâàíèå ñâîéñòâ àêóñòîîïòè÷åñêîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèé âòî-
ðîãî áðýããîâñêîãî ðåçîíàíñà ïîçâîëèëî ðàçðà-
áîòàòü ðåêîìåíäàöèè ïî âûáîðó ïàðàìåòðîâ
âçàèìîäåéñòâèÿ ñâåòîâîé è çâóêîâîé âîëí äëÿ
ðàñøèðåíèÿ ïîëîñû àêóñòîîïòè÷åñêîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ è îáåñïå÷èòü ïðè ýòîì âûñîêîå
çíà÷åíèå äèôðàêöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè âòî-
ðîãî ïîðÿäêà.
Ðåçóëüòàòû è ðåêîìåíäàöèè ñîñòîÿò â ñëå-
äóþùåì.
1. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ïðîìåæóòî÷íîì ðå-
æèìå äèôðàêöèè âáëèçè âòîðîãî áðýããîâñêîãî
ðåçîíàíñà, òàêæå êàê â ïðîìåæóòî÷íîì ðåæèìå
âáëèçè ïåðâîãî áðýããîâñêîãî ðåçîíàíñà, ïðîèñ-
õîäèò ðàñøèðåíèå îòíîñèòåëüíîé ïîëîñû ÷àñ-
òîò, â ïðåäåëàõ êîòîðîé âûïîëíÿþòñÿ óñëîâèÿ
áðýããîâñêîãî ñèíõðîíèçìà. Ïîýòîìó äëÿ ðàñøè-
ðåíèÿ ïîëîñû àíàëèçèðóåìûõ ÷àñòîò ñëåäóåò
èñïîëüçîâàòü ïðîìåæóòî÷íûé ðåæèì äèôðàê-
öèè, ÷òî ìîæíî îáåñïå÷èòü, íàïðèìåð, ïóòåì
óìåíüøåíèÿ ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà 0.f
2. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ïðîìåæóòî÷íîì ðå-
æèìå âçàèìîäåéñòâèÿ âáëèçè âòîðîãî áðýããîâ-
ñêîãî ðåçîíàíñà ïðè íåêîòîðûõ çíà÷åíèÿõ ÷à-
ñòîòû è àìïëèòóäû óëüòðàçâóêîâûõ êîëåáàíèé
ñóùåñòâóþò òàêèå óñëîâèÿ, ïðè êîòîðûõ àìï-
ëèòóäà äèôðàêöèîííîé ñîñòàâëÿþùåé âòîðî-
ãî ïîðÿäêà ìàêñèìàëüíà, à ïåðâîãî � ìèíè-
ìàëüíà. Ïðèâåäåíû àíàëèòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ,
ïîçâîëÿþùèå îïðåäåëèòü ïàðàìåòðû âçàèìî-
äåéñòâèÿ, îáåñïå÷èâàþùèå ýòîò ðåæèì.
Àâòîðû ñ÷èòàþò ñâîèì ïðèÿòíûì äîëãîì
âûðàçèòü áëàãîäàðíîñòü Ë. Ô. ×åðíîãîðó çà
ïîñòîÿííîå âíèìàíèå ê ðàáîòå.
Ëèòåðàòóðà
1. Ë. Ô. Êóï÷åíêî, Þ. Ì. Ïëàõîâ, Î. Â. Åôèìîâà,
Â. Á. Ëîáûðåâ, Å. Ë. ×åðêàøèíà, À. Â. Øåâ÷åíêî.
Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ. 1999, 4, ¹4,
ñ. 342-348.
2. Ã. Å. Çèëüáåðìàí, Ë. Ô. Êóï÷åíêî. Ðàäèîòåõíèêà
è ýëåêòðîíèêà. 1977, 22, ¹8, ñ. 1551-1556.
3. Ã. Å. Çèëüáåðìàí, È. Í. Ñèäîðîâ, Ë. Ô. Êóï÷åí-
êî. Ðàäèîòåõíèêà è ýëåêòðîíèêà. 1982, 27, ¹2,
ñ. 241-247.
4. L. F. Kupchenko, O. V. Efimova, Y. M. Plakhov,
V. B. Lobyrev, E. L. Cherkashina. Proc. of
3rd International Conf. on Antenna Theory and
Techniques, 1999, Sevastopol, Ukraine, pp. 129-130.
Choice of Conditions of Acoustooptic
Interaction for Processors Using
Components of Second Order Bragg�s
Diffraction
L. F. Kupchenko, Y. M. Plakhov,
O. V. Efimova, V. B. Lobyrev,
E. L. Cherkashina, A. V. Shevchenko
The selective properties of an intermediate dif-
fraction regime near to Bragg�s resonance are in-
vestigated. It is shown that upon reduction of ul-
trasound frequency the relative frequency band
extends, the Bragg�s synchronism conditions being
fulfilled within the band. It is established that in an
intermediate regime, when simultaneously the com-
ponents of the first and second orders Bragg�s
diffraction are present, there occurs such regime
of acoustooptic interaction, at which the diffrac-
tion�s efficiency value of the component of the
first order is minimal. The results of experimental
research confirming these results are presented.
|