Акустооптический дефлектор — SU 577502 (original) (raw)
Сооа Советскин Соеивлистическин Республик(ФЗ) О пу 6 л и к о в а аявкиосударстеенный комет Совета Мнннстроа ССС по делам нзооретеннйн открытнй ньЗст3,11.77 25.10,77 брюлле 53) УДК 535.5(72) Авторы изобретения ернозатонский Л, Визен и Л 1) Заявител 4) АКУСТООПТИЧЕСКИИ ДЕФЛЕКТЬГнике упраможет быть я к тор, в кот решетка из шествле ция123ожцо 25 Изобретение относитс тех пения оптическим излучением ииспользовано при создании ультразвуковых от клоняюших устройств.Одним из основных параметров акустоот тических дефлекторов является рабочая полоса частот, которая определяет разрешающую способность дефнектора,Известен акустооптический дефлектор, с. держащий звукопровод и пьезопреобразователь 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.Известен также акустооптический дефлекором используется фазрованнаяпьеэопреобразователей для осукачания фронта акустической волНа каждый пьезопреобразователь 2 подаются сигналы одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на каждом элементе решетки ца постоянную величину, зависяшую от частоты сгапа, Однако управлять такой решеткой цьезоцреобразоиатепей довольцо с Наиболее близким к изобретению по технической сущности явпяе.ся дефпектор с управляемым ультразвуковь.;: лучом, содержащий звукопровод со ступенч той,торцовой гранью, на который расположена решетка пьеэопреобрезователей 3 , В зтом устройстве преобразовательные злементы расположены на звукопроводе в разных плоскостях. Высоту ступеней выбирают так, чтобы при средней частоте фронт ультразвуковой волны был параллелен плоскостям, в которых расположены пьеэопребраэователи При фазовом сдвиге на 180 зто достигается высотой ступеней Ло/2 где Ло - средняя длина воины ультразвука в рабочем диапазоне частот,Это устройство имеет ряд недостатков. Во-первых высота ступенек на образце акустооптического материала сравнима с длиной йспользуельх ультразвуковых волн т,е. составляет десятки микрон и менее, Получение ряда ступенек такой высоты на одном образце и соединение злементов преобразователя с их последующей обработкой представляет чрезвычайно сложную технологическую зад- чу, Во-вторых дпя выцопея дефлекторанеобходимы образцы акустооптического материала значительных размеров, поскольку эффективность дефпектора пропорциональна общей длине преобразователя. Однако технология получения многих акустооптических материалов больших размеров весьма сложна,Бель изобретения - упрощение технологии его изготовлении.Достигается это тем, что звукопровод дефлектора выполнен секционированным, сос. тоящим иэ нескольких идентичных звукопро водов, последовательнос оедине нных между собой оптическими рабочими гранями, каждый иэ которых содержит один пьезопреобразователь причем указанные звукопроводы сдви нуты по высоте друг относительно друга на Л,/2, где Л - средняя длина волны ульт развука в рабочем диапазоне частот. Звуко- проводы могут быть соединен между собой посредством оптическипрозрачного клея.На чертеже дана схема акустооптического дефлектора.На ней изображены отдельные элементы решетки пьезопреобразователей 1, секции 2 д звукопровода, оптически прозрачная связка 3.Управление ультразвуковым (УЗ)-лучом при использовании многоэлементного преОбраэователя возможно только благодаря интер- зо ференции ультразвуковых пучков, излучаемых отдельными элементами преобразователя. Таким образом, для осуществления известных устройств управления УЗ-лучом необходимо наложение отдельных УЗ-пучков в общей сре. з де распространения,носксльку только при суперпозиции отдельных пучков возможна их интерференция.Однако, как было установлено, при последовательном взаимодействии оптического лу ча с отдельными УЗ-пучками происходит сложение, отдельных дифрагирующих оптических пучков и их интерференция, При этом фаза оптических пучков определяется фазой отделы 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 зы автоматически достигается при изменении частоты УЗ в случае многоэлементного ступенчатого преобразователя. В результате достигается максимальная эффективность акустооптического взаимодействия в такой же 55 полос. частот, как и в случае общей среды распространения отдельных УЗ-пучков.Согласно изобретению изготовленные от 4дельно секции 2 звукоцровода, каждая из которыл содержит свой пьезопреобразоватсль 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 о 1 ражающих поверхностей возникают потери оп. тической энергии, которые устраняются за счет просветляющей иммерсионной склейки.Формула изобретения1, Акустооптический дефпектор с управляемым ультразвуковым лучом, содержащийзвукопровод со ступенчатой торцовойгранью,на которой расположена решетка пьезопреобразователей, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения технологии его изготовления, звукопровод выполнен секционированным, состоящим из нескольких идентичных звукопроводов, последовательно соединенных между собой оптическими рабочими грану.ми, каждый из которых содержит один пьезопреобразователь, причем указанные звукопроводы сдвинуты по высоте друг относителы.но друга на Л /2, где Л, - средняя,длина волны ультразвука в рабочем диапазонечастот.2. Дефлектор по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я ;тем, что эвукопроводы соединены между собой посредством оптически прозрачного клея,Источники информации, принятые во,вниме.ние при экспертизе:1, Балакший В. И. и др., Оптико-акустический дефпектор с большой разрешающей способностью, "Радиотехника и эпектроникаф1970, 15, М 11, с. 2353-2360,2, Патент США М 3531184, кл. 350161, 1970.3. Патент США М 3869197, кл, 350161, 1975,Составитель Н, Решетниковедактор Е, Гончар Техред Н. Андрейчук Корректор С, Шеци ов СССР 4/5 илиап 11 П 11 фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная,Заказ 3678/34 Тираж 628 П ЬНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушск