SU1465718A1

SU1465718A1 - Способ определени амплитуды колебаний показател преломлени среды

Info

Publication number: SU1465718A1
Application number: SU874298897A
Authority: SU
Inventors: Андрей Алексеевич Быков; Владимир Юрьевич Вдовенков; Игорь Николаевич Голтвянский; Юрий Владимирович Никитин
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Изобретение относитс к акустике и может быть использовано дл определени параметров распространени ультразвуковых волн. Цель изобретени - расширение области использовани - достигаетс за счет измерени показател преломлени среды при. малых длинах взаимодействи света с ультразвуковой волной путем использовани дл расчета отношени интенсивностей второго и первого дифракционных пор дков. После получени дифракции Романа - Ната при одинаковой интенсивности ±1, ±2.дифракционных пор дков по измеренному отношению интенсивностей дифракционных составл ющих второго и первого пор дков производитс расчет амплитуды колебаний показател преломлени среды, в которой распростран етс ультразвукова волна. Сущность изобретени состоит в расширении возможностей способа измерени амплитуды колебаний показател преломлени среды , в которой распростран етс ультразвукова волна, за счет использовани измерени интенсивностей второго и первого дифракционных пор дков , отношение которых некритично к дпине взаимодействи света с ультразвуковой волной. Лазер 1 создает световой поток, который падает на акус - тооптическую чейку 2, в которой возбуждаютс генератором 3 ультразвуковые волны. Дифракционна картина анализируетс при помопш фотоприемника 6. 1 ил. с (Л о ел 00

Description

1

1465718

Изобретение относитс к акустооп- TijiKe и может быть использовано дл определени параметров распростране- H)JK ультразвуковой волны.

Цель изобретени - расширение об- л,сти применени за счет измерени показател преломлени среды при ма- jBix дпинах взаимодействи света с ультразвуковой волной путем исполь- 3()вани дл расчета отношени интен- сивностей второго и первого дифрак- цлонШ)1х пор дков.

На чертеже приведена блок-схема устройства дл реализации предлагае мого способа.

I Устройство содержит лазер 1, работающий в непрерывном одномодовом «ежиме (ЛГ.-52-2), акустооптическую чейку 2, заполненную дистиллирован ной водой, генератор 3 синусоидальных колебаний (ГА-107), генерирующи частоту f 10 МГц, усилитель 4 (УЗ-11) преобразователь 5 ультразвуковых колебаний, выйолиенный из 36 -у-среда кристалла LiNbOg длиной 1 2 см и фотоприемник 6 (ФЭУ-77).

Амплитуда колебаний показател преломлени среды при распространении в ней ультразвуковой волны опре дел етс из соотношени

1.1

( )

(1)

1 олученного при выполнении услови

( 2 noL йп ,(2)

.ЛПо

где &п - амплитуда колебаний показател преломлени среды|

п - показатель преломлени среды;

1, - интенсивность первой дифракционной составл ющей;

I - интенсивность нулевой диф-

щ

ракционной составл ющей; Л - длина волны света; L - дл1Ша взаимодействи света

с ультразвуковой волной. Соотношение (2) используетс дл

измерени -- Рассмотрим в более

щем виде взаимодействие ультразвуковой и световой волн.

Составл ющие напр женности элект- рического пол световой волны. Е могут быть представлены в виде р дов Фурье:

Е, 2: A j; е

((

где Кр -,волновой вектор звука; S1 - частота световой волны:

Ыо - частота звука,

Амплитуды A удовлетвор ют разностным уравнени м

АП(: - п + nZ) + q(A, + А„.,) 0,

(4)

nl - к: - К,

- ; Z

К

2 К, К,

(5)

q - малый параметр (q 1); Зг - волновой вектор света в вакууме; К,, Ktj-проекции волнового вектора

света К на оси координат. В случае диЬракции Рамана - Ката Z. О и выражение (4) принижает вид

А(х- ) + q(Anti+ 0;

A-ti - А ,

(6)

Систему (6) надо записать дл п О, 1, 2, 3... и т.д.. Поскольку , то систему (6) можно оборвать на коэффициенте с достаточно большие п. Получающа с система будет однородной. Условием ее разрепш- мости вл етс равенство нулю детерминанта системы (дисперсионное уравнение ). Реша зти уравнени , находим р д корней Xj,a отсюда (см. выражение (5)) р д корней К . Подставл корни %j в формулы ,дл А vij выражаем их через AOJ а последние находим из граничных условий. Примен емые граничные услови таковы: на границе звукового пол равны нулю все дифракционные составл ющие, кроме нулевой , а последн равна константе А.

Интенсивности нулевой, первой и второй дифракционных составл ющих равны соответственно

IEJ А

(7)

Е,| qUl

- cos

.2 К

(8)

16

I, Еа1 ,18 q. II 1 Устройство дл реализации предла- гаемога способа работает следующим образом.

Выработанные генератором 3 и усиленные усилителем 4 колебани возбуждают преобразователь 5 ультразвука, который создает бегущую ультразвуковую волну в акустооптической чейке 2j при этом в среде, которой заполнена акустооптическа чейка, возни

ЛП

1.-0,П

f - А частота колебаний показател преломлени среды; длина волны света; показатель преломлени среды;

скорость распространени ультразвуковой волны.

Claims

Формула изобретения

Способ определения амплитуды коле15 баний показателя преломления среды, заключающийся в том, что создают уль тразвуковую волну в фазе, получают дифракцио Рамана - Ната при одинаковой интенсивности излучения света

20 плюс и минус первого дифракционных порядков, измеряют интенсивности излучения света в максимумах дифракционных порядков, отличающийс я тем, что, с целью расширения об25 ласти применения за счет измерения показателя преломления среды при малых длинах взаимодействия света с ультразвуковой волной, измеряют интенсивности Ij и I, излучения в мак30 симумах второго и первого дифракционных порядков, а амплитуду колебаний показателя преломления дп определяют с помощью формулы _ I ~Ϊ1 f · А ^Δη=ΊΐρΟ,1Ι ’ П_оу2 ’ где f - частота колебаний показате ля преломления среды;

⁴⁰ Λ - длина волны света;

п₀ - показатель преломления среды;

ν - скорость распространения ультразвуковой волны.