RU70717U1 - Акустооптический дефлектор - Google Patents
Акустооптический дефлектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU70717U1 RU70717U1 RU2007132714/22U RU2007132714U RU70717U1 RU 70717 U1 RU70717 U1 RU 70717U1 RU 2007132714/22 U RU2007132714/22 U RU 2007132714/22U RU 2007132714 U RU2007132714 U RU 2007132714U RU 70717 U1 RU70717 U1 RU 70717U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acousto
- prism
- light
- matching circuit
- piezoelectric transducer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Предполагаемая полезная модель относится к устройствам управления лазерным излучением и может быть использована в акустооптических анализаторах спектра, измерителях параметров радиосигналов диапазона СВЧ, а также в системах связи и радиолокации.
Технический результат, заключающийся в достижении малогабаритности, простоты и жесткости конструкции акустооптического дефлектора, достигается тем, что в акустооптическом дефлекторе, содержащем светозвукопровод, выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, причем на одной из граней призмы размещен возбуждающий объемные ультразвуковые волны пьезопреобразователь, на который электрический сигнал подается через входной СВЧ разъем и цепь согласования, включающую в себя набор индуктивных и емкостных элементов, цепь согласования размещена непосредственно на грани призмы совместно с пьезопреобразователем, на которой индуктивные элементы выполнены в виде шлейфов, а емкостные элементы выполнены в виде встречно включенных электродов, кроме того, акустооптический дефлектор имеет металлический корпус.
Description
Предполагаемая полезная модель относится к устройствам управления лазерным излучением и может быть использована в акустооптических анализаторах спектра, измерителях параметров радиосигналов диапазона СВЧ, а также в системах связи и радиолокации.
Известен многоканальный акустооптический дефлектор: Многоканальный акустооптический дефлектор для оперативного ГЗУ / Визен Ф.Л. [и др.] // Труды ВНИИФТРИ. - 1978. - Вып.38 (68). - С.35, содержащий светозвукопровод с металлизированной поверхностью и системой преобразователей, состоящей из пьезоэлектрического слоя, нанесенного на металлизированную поверхность звукопровода, и электродов, расположенных на свободной поверхности пьезоэлектрического слоя.
Признаками аналога, совпадающими с признаками предполагаемой полезной модели, являются светозвукопровод с металлизированной поверхностью и системой преобразователей.
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является то, что согласование каналов акустооптического дефлектора с внешние СВЧ трактом обеспечивается путем применения подстроечного коаксиального СВЧ резонатора, размещенного непосредственно у преобразователя. Линейные размеры такого резонатора обуславливают значительные весогабаритные параметры и сложность конструкции всего преобразователя.
Известен акустооптический дефлектор: Pat. 5122898 US, Int. C1.5 G02B 26/08. Acousto-optical Deflector / Jean-Pierre C. Picault; Assign. A.A.SA (France). - №696500; Appl. 7.05.1991; Date 16.06.1992, содержащий два светозвукопровода и два пьезопреобразователя, связанных соответствующим образом с ними и управляемые изменяющейся частотой СВЧ сигнала для генерации в светозвукопроводы акустических волн одинаковой частоты, а также цепь
согласования, расположенную отдельно от светозвукопроводов. По сути, устройство представляет собой два связанных акустооптических дефлектора в одном корпусе.
Признаками данного аналога, общими с заявляемой полезной моделью, являются светозвукопровод, пьезопреобразователь, связанный соответствующим образом со светозвукопроводом, а также цепь согласования.
Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является выполненная на отдельной плате цепь согласования преобразователя с внешним СВЧ трактом, требующая для своего исполнения отдельные технологические процессы, элементы и возможность размещения этой платы в корпусе акустооптического дефлектора. Последнее усложняет конструкцию и изготовление устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство-прототип: акустооптический дефлектор, описанный в книге Бондаренко B.C. Акустооптические модуляторы света /B.C.Бондаренко, В.П.Зоренко, В.В.Чкалова. - М.: Радио и связь, 1988. - 136 с.: ил. - (Массовая б-ка инженера «Электроника») на с.86-88.
Устройство-прототип (фиг.1) в своем составе содержит светозвукопровод 1, выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, пьезопреобразователь 2, размещенный на одной из граней призмы и возбуждающий объемные ультразвуковые волны, цепь согласования, выполненную на отдельной плате 3 в виде микрополосковой линии с подстроечными конденсаторами 4 и электродом 6, при этом электрический сигнал подается через входной СВЧ разъем 5.
Признаками выбранного прототипа, общими с заявляемой полезной моделью, являются светозвукопровод, выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, причем на одной из граней призмы размещен возбуждающий объемные ультразвуковые волны пьезопреобразователь, на
который электрический сигнал подается через входной СВЧ разъем и цепь согласования, включающую в себя набор индуктивных и емкостных элементов.
В основу принципа работы прототипа положено известное свойство, заключающееся в том, что в пьезопреобразователе 2, на основе обратного пьезоэффекта, под действием приложенного электрического поля формируются упругие акустические волны. Эти волны распространяются от преобразователя вглубь светозвукопровода 1 посредству акустического контакта. Распространяясь в светозвукопроводе, акустические волны создают локальные изменения показателя преломления. Такая периодическая структура движется в светозвукопроводе со скоростью звука, проходя через которую свет дифрагирует подобно рентгеновским лучам в кристаллической решетке. После дифракции, на выходе из дефлектора, формируется дифракционный спектр, содержащий прошедший и продифрагированный лучи. Именно продифрагированный луч является информационным, так как его пространственное положение определяется частотой СВЧ сигнала, поданного на вход акустооптического дефлектора. Сам пьезопреобразователь 2 является комплексной нагрузкой, для передачи максимальной энергии в которую необходимо выполнить согласование ее с внешним СВЧ трактом. Для этого используется цепь согласования. В устройстве-прототипе она выполнена на отдельной плате 3.
Причиной, препятствующей достижению прототипом требуемого технического результата, является размещение цепи согласования преобразователя на отдельной плате с использованием подстроечных конденсаторов и проводника между согласующей цепью и электродом преобразователя. Сам светозвукопровод крепится к плате с цепью согласования, при этом габариты всего устройства определяются главным образом размерами платы.
Задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является достижение малогабаритности, простоты и жесткости конструкции акустооптического дефлектора.
Технический результат достигается тем, что цепь согласования размещена непосредственно на грани светозвукопровода совместно с пьезопреобразователем, на которой индуктивные элементы выполнены в виде шлейфов, а емкостные элементы выполнены в виде встречно включенных электродов, кроме того, акустооптический дефлектор имеет металлический корпус.
Для достижения технического результата в акустооптическом дефлекторе, содержащем светозвукопровод, выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, причем на одной из граней призмы размещен возбуждающий объемные ультразвуковые волны пьезопреобразователь, на который электрический сигнал подается через входной СВЧ разъем и цепь согласования, включающую в себя набор индуктивных и емкостных элементов, причем цепь согласования размещена непосредственно на грани призмы совместно с пьезопреобразователем, на которой индуктивные элементы выполнены в виде шлейфов, а емкостные элементы выполнены в виде встречно включенных электродов, кроме того, акустооптический дефлектор имеет металлический корпус.
Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом, видно, что оно содержит новые признаки, т.е. соответствует критерию новизны. Проводя сравнение с аналогами, видно, что предлагаемое устройство соответствует критерию «существенные отличия», так как в аналогах не обнаружены предъявляемые новые признаки.
Для доказательства наличия причинно-следственной связи между заявляемыми признаками и достигаемым техническим результатом рассмотрим принцип работы предлагаемого акустооптического дефлектора и сопоставим его с работой прототипа и аналогов.
Сущность предполагаемой полезной модели, а также работа заявляемого акустооптического дефлектора поясняется на фиг.2. Устройство имеет в своем составе (фиг.2, а) помещенный в металлический корпус 1 светозвукопровод 2,
выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, пьезопреобразователь 3, размещенный на одной из граней призмы и возбуждающий объемные ультразвуковые волны, а электрический сигнал на него подается через входной СВЧ разъем 4 и цепь согласования 6, в которой индуктивные элементы 5 согласующей цепи выполнены в виде шлейфов, а емкостные элементы 7 выполнены в виде встречно включенных электродов (см. фиг.2, б).
Предлагаемый акустооптический дефлектор работает следующим образом. На входной разъем 4 (см. фиг.2, а), расположенный на металлическом корпусе 1 дефлектора подается управляющий или измеряемый СВЧ сигнал. Далее сигнал поступает в цепь согласования 6 преобразователя 3 с внешним СВЧ трактом, необходимую, для того чтобы преобразователю передать наибольшую мощность входного сигнала в рабочей полосе частот. Индуктивные 5 и емкостные 7 элементы цепи согласования необходимы для компенсации реактивной составляющей полного комплексного сопротивления преобразователя. Индуктивные элементы выполнены в виде шлейфов (могут быть короткозамкнутыми или разомкнутыми), а емкостные элементы в виде встречно включенных электродов. Затем сигнал поступает на преобразователь 3, представляющий собой систему металлических электродов, нанесенных на поверхности пьезокристалла 2, например, ниобата лития (LiNbО3). Преобразователь и цепь согласования представляют собой единую электродинамическую систему, размещенную на одной из граней светозвукопровода 2 акустооптического дефлектора. Изготовление преобразователя и согласующей цепи основано на известной технологии для устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ), и происходит в едином технологическом цикле. Под действием подаваемого СВЧ сигнала, на электродах преобразователя образуется электрическое поле. Так как это поле формируется на поверхности пьезокристалла, то на основе обратного пьезоэффекта, оно приводит к возникновению акустических волн в
светозвукопроводе вблизи поверхности. Эти волны, распространяясь вглубь кристалла, создают локальные изменения показателя преломления среды. Период расположения такой структуры соответствует длине акустической волны, и движется она в светозвукопроводе со скоростью звука. Лазерное излучение, падающее на входную грань светозвукопровода и проходя через среду с периодическим изменением показателя преломления под определенным углом к волновому фронту акустической волны (угол Брэгга), дифрагирует. При этом на выходе из светозвукопровода образуется два лазерных луча: прошедший и продифрагированный. Угол отклонения последнего зависит от длины акустической волны, а, следовательно, от частоты поданного на преобразователь СВЧ сигнала. Поэтому продифрагированный луч является информационным и представляет интерес для измерения параметров СВЧ радиосигналов.
Из сравнения конструкций прототипа и предлагаемого устройства (см. фиг.1 и 2) видно, что благодаря размещению согласующей цепи непосредственно на грани светозвукопровода совместно с преобразователем, в предлагаемом акустооптическом дефлекторе достигаются малые габариты конструкции, а исполнение корпуса из металлического сплава позволяет жестко и надежно защитить светозвукопровод и преобразователь от механических воздействий.
Были изготовлены и экспериментально исследованы акустооптические дефлекторы, имеющие конструкцию, описанную выше. На фиг.3 приведена фотография одного из исследованных дефлекторов, на которой показаны основные элементы устройства. Габаритные размеры изготовленных акустооптических дефлекторов составили 47×14×9 мм3 против 55×40×30 мм3, соответствующие прототипу. Результаты экспериментальных исследований показали, что разработанные акустооптические дефлекторы, испытанные в составе акустооптических измерителей могут успешно использоваться в устройствах для измерения параметров СВЧ радиосигналов, обладая полосой рабочих частот 400÷800 МГц и более, при этом дифракционная эффективность составила 2÷0.3%/Вт соответственно.
Claims (1)
- Акустооптический дефлектор, содержащий светозвукопровод, выполненный в виде призмы, на одну из боковых граней которого свет падает под углом Брэгга, а дифрагирует через противоположную боковую грань, причем на одной из граней призмы размещен возбуждающий объемные ультразвуковые волны пьезопреобразователь, на который электрический сигнал подается через входной СВЧ разъем и цепь согласования, включающую в себя набор индуктивных и емкостных элементов, отличающийся тем, что цепь согласования размещена непосредственно на грани призмы совместно с пьезопреобразователем, на которой индуктивные элементы выполнены в виде шлейфов, а емкостные элементы выполнены в виде встречно включенных электродов, кроме того, акустооптический дефлектор имеет металлический корпус.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007132714/22U RU70717U1 (ru) | 2007-08-30 | 2007-08-30 | Акустооптический дефлектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007132714/22U RU70717U1 (ru) | 2007-08-30 | 2007-08-30 | Акустооптический дефлектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU70717U1 true RU70717U1 (ru) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007132714/22U RU70717U1 (ru) | 2007-08-30 | 2007-08-30 | Акустооптический дефлектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU70717U1 (ru) |
-
2007
- 2007-08-30 RU RU2007132714/22U patent/RU70717U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tseng | Elastic Surface Waves on Free Surface and Metallized Surface of CdS, ZnO, and PZT‐4 | |
Stegeman | Optical probing of surface waves and surface wave devices | |
Kim et al. | Elastic wave energy entrapment for reflectionless metasurface | |
GB859565A (en) | Improvements in or relating to electrical signal storage arrangements | |
JPS62120115A (ja) | テ−パ変換器を有する分散形表面音響波フイルタ | |
RU70717U1 (ru) | Акустооптический дефлектор | |
Schmidt | Excitation of Shear Elastic Waves by an Interdigital Transducer Operated at Its Surface‐Wave Center Frequency | |
JPH09503599A (ja) | 修正結晶材料を使用して高周波数信号を制御するための表面音波装置 | |
RU2298155C1 (ru) | Магнитострикционный уровнемер-индикатор | |
US3611203A (en) | Integrated digital transducer for variable microwave delay line | |
Lugovtsova et al. | Characterization of a Flexible Piezopolymer-Based Interdigital Transducer for Selective Excitation of Ultrasonic Guided Waves | |
Lijun et al. | Study on phase shifted fiber Bragg grating spatial sensing properties to ultrasonic wave at arbitrary excitation angle | |
CN108037597B (zh) | 一种可调谐啁啾布拉格体光栅及啁啾脉冲放大系统 | |
RU2298156C1 (ru) | Уровнемер-индикатор | |
Isaev et al. | Development of systems for transmitting data and energy through an elastic medium | |
US3352376A (en) | Stack of foils used as an acoustic relay | |
RU2340909C1 (ru) | Акустический измеритель частоты радиосигналов | |
CN1151807A (zh) | 磷酸钛氧化钾及其类似物中产生的表面掠射波 | |
Weser et al. | Polarization conversion of surface acoustic waves for enhanced microscale actuation applications | |
RU2422774C1 (ru) | Чувствительный элемент для дистанционного измерения | |
Vella et al. | Optical probing of surface acoustic wave generation under interdigital transducers | |
Shui et al. | A Rayleigh wave technique to measure the acoustic nonlinearity parameter of materials | |
CN103177717A (zh) | Rayleigh波与love波双模式声波产生器件 | |
CN114035350A (zh) | 一种双相位聚焦声波式声光器件及其应用 | |
Dobson | An introduction to the design of surface acoustic wave devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080831 |