SU1308892A1

SU1308892A1 - Способ определени скорости распространени поверхностных акустических волн

Info

Publication number: SU1308892A1
Application number: SU864012422A
Authority: SU
Inventors: Сергей Николаевич Антонов; Александр Дмитриевич Бжезинский; Александр Игнатьевич Козлов; Алексей Александрович ЛАВРЕНОВ; Виктор Петрович Плесский
Original assignee: Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср; Предприятие П/Я В-8941
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1987-05-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Целью изобретени вл етс повьшение пространственного разрешени измерений за счет использовани оптического излучени , возбуждающего ПАВ на поверхности зву- копровода, дл зондировани акустической волны и упрощение способа. Способ включает возбуждение в исследуемом образце 5 ПАВ модулированным при помощи модул тора 3 интенсивности пучком оптического излучени лазера 1, направл емым на поверхность образца через периодическую решетку 4, и регистрацию сигнала, пропорционального интенсивности излучени в первом дифракционном пор дке, про- дифрагировавшего на поверхностной акустической волне и на периодической решетке. Причем вьщел ют сигнал на удвоенной частоте модул ции 2f и определ ют значение частоты f , ПРИ которой зтот сигнал максимален, а скорость ПАВ определ ют по-формуле V l-f.Q, где 1 - период структуры . Достоинством способа вл етс высокое пространственное разрешение

Description

Изобретение относитс к измери- тепьйой технике и может быть использовано при разработке и изготовлении устройств на поверхностных акустических волках (ПАВ) дл бесконтактного измерени скорости распространени .ПАВ в З1гукопроводах,

Целью изобретени вл етс увеличение прос гракственносо разрешени измерений за счет оптического излучени .воз буждающего ПАВ на поверхности и упрощение способа.

частоту f модул ции интенсианостн . оптического излучени . В тот-момент когда частота модул г ии f такова, что длина ПАВ v/t (v -скорость рас пространени ПАВ в звукопроводе) совпадает с периодом решетки , происходит интенсивное, возбуждение ПАВ теплов ыми напр жени ми, вознг-псаю- щими в звукопроводе. При этом оптическое излучение дифрагирует в направлении дифракционного пор дка под углом d arcsin Дс/t одновременно на решетке и на возбуждаемой ПАВ. Интенсивность излу

На чертеже схематически показана

схема установки дл реализации спосо-f5 чени в i1-м j,H4DaKiwoHHoM пор дке

(Представл етс в виде

Схема содержит источник I опти- . ческого излучени , ка оптической оси sco roporo последовательно расположены коллиматор 2, модул тор 3 интен- 20 сивности излучени , периодическа решетка 4, расположенна на поверхности звукопровода 5.Оптические оси источника 1 и коллиматора 2 совпадают и ориентированы ортогонально 25 к поверхности звукопровода 5. Фото- npHief-mHK 6 pacnOjfioKeH в направлении или -Г-го дифракционного пор дка под углом d arcsin с/1 ( Р - длина волны света; 1 - период 30 решетки ). Вьгход фотоприемника подключен к входу регистрирующего уст- ройствй 7, св занного управл ющим выходом с генератором 8 качающейс частоты , высокочастотный выход которого подклзочен к модул тору 3. Выход регистрирующего устройства 7 св зан с ищ|,гасатором 9.

Способ осуществл ют с помощью схемы следующим образом.

Оптическое излучение от источника 1 направл ют в коллиматор 2, с помощью которого апертуру пучка уста- навливают соизмеримой с размером исP . I ( ,cos Я t -ь ajU I cos 2 Я t),

где Us h/Л; h - амплитуда ПАВ; И 2 Т f ; I - интенсивность излучени , падающего на решеткуj а числа, завис щие от геометрии решетки . При использовании Модулирован ного излучени I I(j/2 (1-bcos fc) величина Р , а значит и сигнал с

фотопривмника, ей пропорциональный, содержат гармонику на частоте 2

1о

р ,и.

cos 2Я t,

J5 пропорциональную амплитуде-возбуждаемой ПАВ. Регистриру сигнал на частоте 2 f с помощью регистрирующе го устройства 7, тем самым регистрируют амплитуд/ возбуждаемой ПАВ. Максимальное значение сигнала соот-. ветствует максимальной амплитуде ПАВ, котора достигаетс при длине волны v/fe 1. Таким образом,-измерив частоту f п , при которой сигна

40

следуемого участка поверхности звуко- 45 максимален, определ ют скорость

провода 5. Полученный пучок модули- руют по интенсивности с частотой f при помощи модул тора 3, подключенного к генератору 8, частота которого может мен тьс . Частота f выбираетс в области частот ПАВ-устройств и обычно лежит в пределах 40-200 МГц, Дри этих .же частотах наиболее эффективно работают акустооптические модул торы. Модулированный пучок оптического излучени направл ют по нормали к решетке 4, примыкающей к исследуемому участку поверхности звукопровода 5. Монотонно измен ют

частоту f модул ции интенсианостн . оптического излучени . В тот-моментj когда частота модул г ии f такова, что длина ПАВ v/t (v -скорость распространени ПАВ в звукопроводе) совпадает с периодом решетки , происходит интенсивное, возбуждение ПАВ теплов ыми напр жени ми, вознг-псаю- щими в звукопроводе. При этом оптическое излучение дифрагирует в направлении дифракционного пор дка под углом d arcsin Дс/t одновременно на решетке и на возбуждаемой ПАВ. Интенсивность излу

чени в i1-м j,H4DaKiwoHHoM пор дке

P. I ( ,cos Я t -ь ajU I cos 2 Я t),

где Us h/Л; h - амплитуда ПАВ; И 2 Т f ; I - интенсивность излучени , падающего на решеткуj а - числа, завис щие от геометрии решетки . При использовании Модулированного излучени I I(j/2 (1-bcos fc) величина Р , а значит и сигнал с

1о

р ,и.

cos 2Я t,

20 25 30

40

paqnpocTpaHeHHH ПАВ v Формула

bf.

изобретени

50

Способ определени скорости распространени поверхностных акустичес ких волн в материале, имеющш: нормальную к поверхности звукопровода компоненту смещени , включающий воз- 55 буждение в исследуемом образце поверхностной акустической модулированным по интенсивности пучтсом оптического излучени , направл емым на поверхность образца через одномер3 13088924

ную периодическую решетку, изменениеществл ют путем измерени сигнала,

Частоты модул ции при одновременнойпропорционального интенс1 вности

регис рйцки сигнала, пропорциональ-ггрод| рагйровавгаей части рптиHof-o интенсивности оптического из ческого излучени , возбуждающего полу еНи , продифрагировавшего на йоз- ерхностную акустическую волну, при

буедаемой новерхностной акустическойэтом намер ют сигнал, пропорциональволне , и .Определение скорости рйсп- ньй интенсивиосги излучени в первом

ространейи этой волны по периодудифракционном пор дке,.. прс дн | рагирешетк и значению частоты модул ции,ровавшего одновременно нй перкодичеспр|1 KOToi oM регистрируют максималь-fO кой решетке и на поверхкостной акуснун ) величину сигнала, отличаю-тич еской волне, а макекмаль ую велнщ и с тем, что, с цель увели-чину сигнала вьэдел ют на удвоенной

ченй пространственного разрешени ичастоте модул ции пзгчка оптического

упрощени способа, регистрацию осу-излучений.

Claims

Формула и з о б

Способ определения скорости распространения поверхностных акустических волн в материале, имеющих нормальную к поверхности звукопровода компоненту смещения, включающий воз55 буждение в исследуемом образце по·^· верхностной акустической волны модулированным по интенсивности пучком оптического излучения, направляемым на поверхность образца через одномер-
3 13081 ную периодическую решетку, изменение Частоты модуляции при одновременной регистрации сигнала, пропорционального интенсивности рптического излучения, продифрагировавшего на воз- g буждаемой поверхностной акустической волне, й.определение скорости расп’· ространемия этой волны по периоду решетки и значению частоты модуляции, при котором регистрируют максималь- 1С ную величину сигнала, о тл и ч а ющ и й С я тем, что, с целью увеличения пространственного разрешения и упрощения способа, регистрацию осуи ₄ ществляют путем измерения сигнала, пропорционального интенсивности продифрагйрованетей части пучка оптического излучения, возбуждающего поверхностную акустическую.волну, при этом измеряют сигнал, пропорциональный интенсивности излучения в первом дифракционном порядке,., продифрагировавшего одновременно на периодической решетке и на поверхностной акустической волне, а максимальную величину сигнала выделяют на удвоенной частоте модуляции пучка оптического излучений.