Акустооптический дефлектор

Акустооптический дефлектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскин

Социалистические

Республик (11) 577502

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,07,76 (21) 2387532! 18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, Кл. б 02 Р 1/33

Государстеенный камнтет

Соаота Мнннстроа СССР по делам нзооретеннй н открытнй (43) Опубликована25.10.77 рюллетень № 3ц (53) УДК 535.511 (088.8) (451 Дата опубликования описания 23.11.77

Ф. Л, Визен и Л. А, Чернозатонский (72) Л втор ы изобретения (71) Заявитель (54 ) АКУСТООПТИ ЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОГ-:

Изобретение относится к технике управления оптическим излучением и может быть использовано при создании ультразвуковых от» клоняюших устройств.

Одним из основных параметров акустооп» тических дефлекторов является рабочая полоса частот, которая определяет- разрешающую способность дефлектора, Известен акустооптический дефлектор, содержащий звукопровод и пьезопреобразова- >О тель> в котором высокое разрешение дости-> гается за счет определенного выбора парамет ров светового пучка (1), его параметры должны быть связаны с расходимостью ультразвукового пучка, которая зависит от частоты. 5

Известен также акустооптический дефлектор, в котором используется фазированная решетка из пьеэопреобразователей для осуществления качания фронта акустической волны (2), На каждый пьезопреобразователь 20 подаются сигналы одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на каждом элементе решетки на псстоянную величину, зависяшую от частотыы сигнала, Однако управлять такой решеткой ньезоцреобразоиателей довольно сложно. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности яв-.яе-..ся дефлектор с управляемым ультразвуковь.;: лучом, содержащий звукопровод со ступенча ой,торцовой гранью, на который расположена решетка пьеэопреобрезователей j4 В этом устройстве преобразовательные элементы расположены на звукопроводе в разных плоскостях. Высоту ступеней выбирают так, чтобы при средней частоте фронт ультразвуковой волны был параллелен плоскостям, в которых расположены пьеэопреобразователи,, При фазовом сдвиге на 180 это достигается высотой ступеней Ло/2> где Ло — средняя длина волны ультразвука в рабочем диапазоне частот, Это устройство имеет ряд недостатков.

Во-первых, высота ступенек на образце акустооптического материала сравнима с длиной йспользуемых ультразвуковых волн> т.е. составляет десятки микрон и менее, Получение ряда ступенек такой высоты на одном образце и соединение элементов преобразователя с их последующей обработкой представляет черезвычайно сложную технологическую зад >чу, Во-вторых, для выполнения дефлектор»

577502 необходимы образцы акустооптического материала значительных размеров, поскольку эффективность дефпектора пропорциональна обшей длине преобразователя. Однако технология получения многих акустооптических материалов больших размеров весьма слож на, Мель изобретения — упрощение технологии его изготовлении.

Достигается это тем, что звукопровод дефлектора выполнен секционированным, сос» тояшим иэ нескольких идентичных звукопро водов, 11оследовательно соединенных между собой оптическими рабочими гранями, каждый иэ которых содержит один пьезопреобразо-15 ватель, причем указанные звукопроводы сдви нуты по высоте друг относительно друга на

Л,/2, где Л„- средняя длина волны ульт развука в рабочем диапазоне частот. Звукопроводы могут быть соединен : между собой посредством оптически прозрачного. клея.

На чертеже дана схема акустооптического дефлектора.

На ней изображены отдельные элементы решетки пьезопреобразователей 1, секции 2 д звукопровода, оптически прозрачная связка е

Управление ультразвуковым {УЗ)-лучом при использовании многоэлементного преОбраэователя возможно только благодаря интер- 3р ференции ультразвуковых пучков, излучаемых отдельными элементами преобразователя. Таким образом, для осуществления известных устройств управления УЗ-лучом необходимо наложение отдельных УЗ-пучков в обшей сре- 35 де распространения,поскольку только при суперпозиции отдельных пучков возможна их интерференция.

Однако, как было установлено, при последовательном взаимодействии оптического лу- }p ча с отдельными УЗ-пучками происходит сложение .отдельных дифрагирующих оптических пучков .и их интерференция, При этом фаза оптических пучков определяется фазой отдель ных УЗ-пучков. Изменяя сдвиг фазы между 45 отдельными УЗ-пучками, можно получить такую интерференцию дифрагирующих оптических пучков, которая обеспечивает максимальную результирующую интенсивность в направлении брэгговской дифракции, Изменение фа- 1р зы автоматически достигается при изменении частоты УЗ в случае многоэлементного ступенчатого преобразователя. В результате достигается максимальная эффективность акустооптического взаимодействия в такой же у полос час-or как и в случае общей среды распространения отдельных УЗ-пучков.

Согласно изобретению изготовленные от

4 дельно секции 2 звукоцровода, каждая из которы. содержит свой пьезопреобразователь

1, соединены междусобой рабочими оптически. ми гранями через оптически прозрачную связку 3. При этом секции 2 расположены так, чтобы элементы преобразователя 1 располагались в разных, плоскостях, обеспечивая при этом заданное расстояние между плоскостями, Установка отдельных блоков так, что элементы преобразователя располагаются в различных плоскостях,, позволяет избежать сложной технологии получения ступенек на одном образце акустооптического материала, что связано с высокоточной механической обр боткой, т.е, тем самым упрощается технология изготовления дефпектора. Кроме того, ис. пользование отдельных блоков акустооптичес кого материала допускает применение обра цов небольших размеров, что исключает технологические трудности получения больших образцов. При появлении дополнительных о1 ражаюших поверхностей возникают потери оп. тической энергии, которые устраняются за счет просветляющей иммерсионной склейки.

Формула изобретения

1, Акустооптический дефпектор с управляемым ультразвуковым лучом, содержащий звукопровод со ступенчатой торцовой гранью, на которой расположена решетка пьезопреобразователей, отличающийс я тем, что, с целью упрощения технологии его изготовления, звукопровод выполнен секционированным, состоящим из нескольких идентичных звукопроводов, последовательно соединенных между собой оптическими рабочими гран ми, каждый из которых содержит один пьезопреобразователь, причем указанные звукопроводы сдвинуты по высоте друг относителен но друга на Л /2, где Л, — средняя,длина волны ультразвука в рабочем диапазоне частот.

2. Дефлектор по п.1, о т л и ч а ю— шийся .тем, что эвукопроводы соединены между собой посредством оптически прозрачного клея.

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе:

1, Балакший 8. И. и др., Оптико-акустический дефпектор с большой разрешающей способностью, "Радиотехника и электроника", 1970, 15, М 11, с. 2353-2360.

2, Патент США М 3531184, кл. 350161, 1970.

3. Патент США М 3869197, кл, 350161, 1975, Составитель Н, Решетников

Редактор Е, Гончар Техред Н. Андрейчук Корректор g, Шекмар

Заказ 3678/34 Тираж 628 П одпис ное

ЬНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал illlII "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4