激光相干探測(cè)中聲光器件特性的研究.pdf

1、本文對(duì)激光相干探測(cè)中聲光器件的衍射效率及其對(duì)外差效率的影響進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在光外差探測(cè)中利用聲光調(diào)制器產(chǎn)生頻移時(shí)，衍射光斑存在裂化，即衍射光束存在質(zhì)量下降現(xiàn)象。利用逐點(diǎn)掃描法對(duì)聲光器件的衍射效率進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)超聲場(chǎng)在聲光介質(zhì)中分布不均勻，同時(shí)指出衍射光斑不均勻是由聲場(chǎng)分布不均勻造成的。對(duì)此，通過對(duì)聲場(chǎng)分布進(jìn)行仿真和建立非均勻光柵襯度模型兩種方法，描述了衍射不均勻現(xiàn)象。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，用光闌法限制光束尺寸可有效改善非均勻聲場(chǎng)對(duì)衍射光束質(zhì)

2、量的影響?；趯?duì)聲光器件聲場(chǎng)特性進(jìn)行的研究，建立了換能器簡(jiǎn)化聲場(chǎng)分布模型，分析了在非均勻聲場(chǎng)中影響衍射效率的因素，提出了聲光器件最佳衍射效率區(qū)域。為進(jìn)一步提高聲光器件的工作效率，本文對(duì)聲光器件的非互易效應(yīng)進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)表明利用該效應(yīng)可有效提高聲光器件的衍射效率。主要研究工作包括：
　　1、由參量互作用觀點(diǎn)出發(fā)推導(dǎo)聲光耦合波方程的一般形式，利用動(dòng)量匹配和動(dòng)量失配分析了介質(zhì)中的聲光互作用規(guī)律。通過聲光衍射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了衍射光束質(zhì)量下降的

3、現(xiàn)象，研究了導(dǎo)致衍射光束質(zhì)量下降的主要原因。針對(duì)在聲光晶體不同位置的衍射效率分布提出逐點(diǎn)測(cè)試方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析，得出衍射光束質(zhì)量變差、效率下降是由空間聲場(chǎng)的不均勻分布造成的。
　　2、首先，通過有限元分析結(jié)合有限差分法，對(duì)聲場(chǎng)分布進(jìn)行了仿真。通過對(duì)這種非均勻聲場(chǎng)的理論分析，驗(yàn)證了衍射光斑不均勻是由聲場(chǎng)不均勻造成的，分析了在非均勻聲場(chǎng)中影響衍射效率的因素。其次，根據(jù)體光柵襯度對(duì)衍射光效率的影響，建立非均

4、勻光柵襯度模型。通過仿真再次驗(yàn)證了衍射光束質(zhì)量下降由聲場(chǎng)不均勻造成。最后，在不改變聲光設(shè)備的情況下，用限制光束直徑的方法，改善非均勻聲場(chǎng)對(duì)衍射光束質(zhì)量帶來的影響。光外差實(shí)驗(yàn)中，通過光闌限制光束尺寸，消除了之前衍射光斑中心存在的暗紋，改善了光斑中心不呈現(xiàn)光強(qiáng)極大值和光強(qiáng)分布不均勻的現(xiàn)象，克服了之前衍射光束旁瓣多、噪聲大的缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)證明利用光闌法可以有效地改善非均勻聲場(chǎng)對(duì)衍射光束質(zhì)量的影響，達(dá)到提高激光外差效率的目的。
　　3、基于對(duì)