SU577502A1

SU577502A1 - Acousto-optical deflector

Info

Publication number: SU577502A1
Application number: SU7602387532A
Authority: SU
Inventors: Феликс Львович Визен; Леонид Александрович Чернозатонский
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4126
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1977-10-25

Description

1one

Изобретение отнсжитс к технике управлени оптическим излучением и может быть использовано при создании ультразвуковых огклон юших устройств.The invention relates to the technique of controlling optical radiation and can be used to create ultrasonic devices.

Одним из основных параметров акустоог - 5 тических дефлекторов вл етс рабоча полоса частот, котора iопредел ет- разрешающую способность дефлектора.One of the main parameters of acoustoo - 5 tical deflectors is the working frequency band, which determines the resolution of the deflector.

Известен акустооптический дефлектор, содержащий звукопровод и пьезопреобразово- ю тель, в котором высокое разрешение достигаетс за счет определенного выбора параметров светового пучка ij . Его параметры должны быть св заны с расходимостью ультразвукового пучка, котора зависит от частоты.|5An acousto-optic deflector is known, containing a sound duct and a piezoelectric transducer, in which high resolution is achieved due to a certain choice of parameters of the light beam ij. Its parameters should be related to the divergence of the ultrasonic beam, which depends on the frequency. | 5

Известен также акустооптический дефлектор , в котором используетс фазированна решетка из пьезопреобразователей дл осушестБлешш качани фронта акустической волны 2 . На каждый пьезопреобразоаатель 20 подаюгс сигналы одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на каждом элементе решетки на посто нную величину, завис щую от частоты сш-иала. Однако управл ть такой решет кой пьезоиреоОразователей довольно сложно. 25An acousto-optic deflector is also known, in which a phased array of piezo transducers is used for drying out the front of the acoustic wave 2. For each piezoelectric transducer 20, signals of the same amplitude are shifted, out of phase on each element of the array, by a constant value depending on the frequency of the radio. However, it is rather difficult to control such a grid of piezoelectric agents. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности впзйП дефлектор с упрал емым ультразвуковь.; лучом, содержадшй звукопровод со ступенчыой,торцовой гранью, на который расположена решетка пьезопреобразователей з . В этом устройстве преобразовательные эдементы расположены на звукопроводе в разных плоскост х. Высоту ступеней выбирают так, чтобы при средней частоте фронт ультразвуковой волны был параллелен плоскост м, в которых расположены пьезопре(бразователи. ,Г1ри фазовом сдвиге на 18О это достигаетс высотой ступеней Ло/2, где АО - средн длина волны ультразвука в рабочем диапазоне частот.The closest to the invention according to the technical nature of the intake deflector with resilient ultrasound .; a beam containing a conduit with a step, end face on which the grid of piezoelectric transducers is located. In this device, the converter elements are located on the sound pipe in different planes. The height of the steps is chosen so that at an average frequency the front of the ultrasonic wave is parallel to the planes in which the piezoelectric transducers are located (diaz.

Это устройство имеет р д недостатков. Во-первых, высота ступенек на образце акуот-ооптического материала сравнима с длиной используемых ультразвуковых волн, т.е. составл ет дес тки микрон и менее. Получение р да ступенек такой высоты на одном образц и соединение элементов преобразовател с их последующий обработкой представл ет чрезвычайно сложную технологическую . Во-вторых, дл выполнении дефлектораThis device has several disadvantages. Firstly, the height of the steps on a sample of an acoustooptical material is comparable to the length of the ultrasonic waves used, i.e. is tens microns or less. Obtaining a number of steps of such a height on one sample and combining the elements of the converter with their subsequent processing is an extremely complex technological one. Secondly, to perform the deflector

необходимы образцы акустооптического материала значительных размеров, поскольку эффективность дефлектора пропорциональна общей длине преобразовател . Однако технологи попучени многих акустооптических материалов больших размеров весьма слож на.Acousto-optic material of considerable size is needed, since the efficiency of the deflector is proportional to the total length of the transducer. However, the technology of large-scale acousto-optic materials is very complex.

Цель изобретени - упрощение технологии его изготовлени The purpose of the invention is the simplification of its manufacturing technology.

Достигаетс это тем, что звукопроводThis is achieved by the fact that the sound pipe

дефлектора выполнен секционированным, состо щим из нескольких идентичных звукопро водов,41оследовательно1 соединенных между собой оптическими рабочими гран ми, каж дый из которых содержит один пьезопреобразо ватель, причем указанные звукопроводы сдвнр нуты по высоте друг относительно, друга наThe deflector is made sectioned, consisting of several identical sound conductors, 41 successively 1 interconnected by optical working faces, each of which contains one piezoelectric transducer, and the specified sound conductors are elevated relative to each other.

Ло/2, где AQ - средн длина волны ульт развука в рабочем диапазоне частот. Звукопроводы могут быть срединенм между собой посредством оптически прозрачного кле .Lo / 2, where AQ is the average wavelength of the ultrasound in the working frequency range. Sound lines can be interconnected by means of optically transparent glue.

На чертеже дана схема акустооптического дефлектора.The drawing is a diagram of the acousto-optic deflector.

На ней изображены отдельные элементы решетки шьезопреобразователей 1, секции 2 звукопровода, оптически прозрачна св зкаIt shows the individual elements of the grating of the inverter 1, section 2 of the chimney, optically transparent coupling

3Управление ультразвуковым (УЗ)-лучом3Ultrasonic (ultrasonic) beam control

при использовании мвогоэлементного преобразовател возможно только благодар интерференции ультразвуковых пучков, излучаемых отдельными элементами преобразовател . Таким образом, дл осуществлени известных устройств управлени УЗ-лучом необходимо наложение отдельных УЗ-пучков в общей ереде раСпрсхЗтранёни , поскольку только при суперпозиции отдельных пучков возможна их интерференци .when using a multi-element transducer, it is possible only due to the interference of ultrasonic beams emitted by individual transducer elements. Thus, to implement the known control devices of the ultrasound beam, it is necessary to impose separate ultrasound beams in the overall distribution of the signal, since only with the superposition of individual beams their interference is possible.

Однако, как было установлено, при последовательном взаимодействии оптического луча с отдельными УЗ-пучками происходит сложение .отдельных) дифрагирующих оптических пучков и ихинтерфер;енци . При этом фаза оптических пучков определ етс фазой отдельных УЭ-пучков, Измен сдвиг фазы между отдельными У пучками, можно получить такую интерференцию дифрагирующих оптических пучков, котора обеспечивает максимальгную результирующую интенсивнрсть в направлении брагговской .дифракции. Изменение фазы автоматически достигаетс при изменении частоты УЗ в случае многоэлементного ступенчатого преобразовател . В результате достигаетс максимальна эффективность акуогооптического взаимодействи в такой же полос5 часто-г, как к в случае обшей среды распространени отдельных УЗ-пучков.However, as was established, with the consecutive interaction of the optical beam with separate ultrasound beams, the addition of separate diffracting optical beams and their interfering beams occurs. In this case, the phase of the optical beams is determined by the phase of the individual UE beams. By changing the phase shift between the individual U beams, it is possible to obtain such an interference of the diffracting optical beams, which provides the maximum resulting intensity in the direction of Bragg diffraction. The phase change is automatically achieved when the frequency of the ultrasound is changed in the case of a multi-element step converter. As a result, the maximum efficiency of an aquo-optic interaction is achieved in the same frequency bands, 5g, as in the case of the general medium propagation of individual ultrasound beams.

Согласно изобретению изготовленные отдельно секции 2 звукопровода, кажда иа которых содержит свой пьезопреобразователь 1, соединены между собой рабочими оптическ№ ми гран ми через оптически прозрачную св зку 3,. При этом секции 2 расположены так, чтобы элементы преобразовател 1 располагались в разных .плоскост х, обеспечива при этом заданное рассто ние между плоскост ми. Установка отдельных блоков так, что элeмel ты преобразовател располагаютс в различных плоскост х,позвол ет избежать сложной технологии получени ступенек на одном о&разце акустооптического материала, что св зано с высокоточной механической обра боткой , т.е. тем самым упрощаетс технологи изготовлени дефлектора. Кроме того, использование отдельных блоков акустооптичеокого материала допускает применение обраэцов небольших размеров, что исключает технологические .трудности получени больших образцов. При по влении дополнительных от ражающих поверхностей возникают потери oiiтической энергии, которые устран ютс за счет просветл ющей иммерсионной склейки.According to the invention, the separate sections 2 of the acoustic duct, each of which contains its own piezoelectric transducer 1, are interconnected by working optical faces through the optically transparent link 3 ,. The sections 2 are located so that the elements of the converter 1 are located in different planes, while providing a predetermined distance between the planes. Installing separate units so that the transducer elements are located in different planes allows us to avoid the complicated technology of obtaining steps on one of the acousto-optic material, which is associated with high-precision mechanical processing, i.e. thereby, the deflector manufacturing process is simplified. In addition, the use of separate blocks of acousto-optic material allows the use of small-sized specimens, which eliminates the technological difficulties of obtaining large samples. With the appearance of additional reflecting surfaces, a loss of otitic energy arises, which are eliminated by anti-reflection immersion glueing.

Claims

Invention Formula

1, Acousto-optic deflector with a controlled ultrasonic beam, containing a duct with a stepped face face, on which is located a grid of piezoelectric amplifiers, which in order to simplify its technology and; in preparation, the sump duct is made partitioned, consisting of several identical sump ducts, successively interconnected by optical working faces, each of which contains one piezoelectric transducer, moreover, said sump ducts are shifted in height relative to each other by AO / 2, where L is the average length ultrasound waves in the working frequency range,

2. The deflector according to claim 1, expressing the fact that the acoustic ducts are interconnected by means of an optically transparent adhesive.

Sources of information taken into, attention during examination;

1. Balakshiy V.I. et al. Optico-acoustic deflector with a large resolving power, Radio Engineering and Electric Shock, 1970, 15, N9 11, p. 2353-2360.

2. US patent number 3531184, cl. 350161, 1970.

3. US patent number 3869197, cl. ZbO161, 1975.