SU736025A1

SU736025A1 - Method of measuring electromagnetic wave length in delay systems with dielectric

Info

Publication number: SU736025A1
Application number: SU731941833A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Иванович Ефанов; Алексей Викторович Пуговкин; Евгения Васильевна Падусова
Original assignee: Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники "Тиасур"
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1973-07-02
Publication date: 1980-05-25

Description

Изобретение относится к способам измерений характеристик электромагнитных волн в волноведуших системах и может найти применение при определении дисперсионных характеристик периодических замедляющих систем.The invention relates to methods for measuring the characteristics of electromagnetic waves in waveguide systems and may find application in determining the dispersion characteristics of periodic retarding systems.

Известен способ возбуждения акустических волн в пьезодиэлектрике электромагнитной волной в замедляющей системе с диэлектриком £1^.A known method of exciting acoustic waves in a piezoelectric by an electromagnetic wave in a moderating system with a dielectric of £ 1 ^.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения длины электромагнитной волны в замедляющих системах, по которому электрическим зондом измеряют пространственное распределение поля электромагнитной волны вне замедляющей системы £2^.Closest to the invention is a method of measuring the wavelength of an electromagnetic wave in retarding systems, by which an electric probe measures the spatial distribution of the field of an electromagnetic wave outside the retarding system £ 2 ^.

Целью изобретения является увеличение точности при измерении малых длин волн.The aim of the invention is to increase accuracy when measuring small wavelengths.

Это достигается тем, что на замедляющую структуру помещают диэлектрик, обладающий фотоупругими и пьезоэлектрическими свойствами, возбуждают замедленной электромагнитной волной в упомянутом диэлектрике акустическую волну, пропускают сквозь диэлектрик монохроматический пучок света в направлении, перпендикулярном плоскости вол⁵ новых векторов акустической и электромагнитной волн и регистрируют в полученной дифракционной картине расщепление дифракционных порядков, вызванное электромагнитной волной в направлении ее распространения, по которому определяют длину электромагнитной волны. На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления данного спо₁₅ соба; на фиг. 2 представлена картина акустического поля в диэлектрике в плоскости волновых векторов акустической и электромагнитной волн; на фиг. 3 представлена дифракционная картина в _м фокальной плоскости линзы.This is achieved by placing a dielectric having photoelastic and piezoelectric properties on the decelerating structure, exciting an acoustic wave with a slowed electromagnetic wave in said dielectric, passing a monochromatic light beam through the dielectric in the direction perpendicular to the plane of the wave of ⁵ new vectors of acoustic and electromagnetic waves and registering in the resulting diffraction pattern splitting of diffraction orders caused by an electromagnetic wave in the direction of its propagation On which is determined the electromagnetic wavelength. In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing this method ₁₅ soba; in FIG. 2 presents a picture of the acoustic field in a dielectric in the plane of wave vectors of acoustic and electromagnetic waves; in FIG. 3 is a diffraction pattern in the focal plane of the lens _m.

На схеме изображены (периодическая структура из электродов) замедляющая система 1, диэлектрик 2, световой луч 3, линза 4 для наблюдения дифракционной картины в дальней зоне, свет 5, прошедший сквозь диэлектрик без дифракции; расщепление дифракционного порядка обозначено цифрой 6; электроды 7 замедляющей системы; электрические поля 8 замедленной электромагнитной волны, поле 9 акустической волны в диэлектрике; дифракционный порядок, связанный с периодичностью электродов замедляющей системы, обозначен цифрой 10. Замедленная электромагнитная волна, распространяющаяся по замедляющей системе 1 в направлении оси X, возбуждает в диэлектрике 2, обладающем пьезоэлектрическими свойствами, за счет своих электрических полей 8 акустическую волну 9, распространяющуюся вдоль оси Z . Световой луч 3, падающий в направлении оси У , в диэлектрике дифрагирует на акустической волне, в результате чего в фокальной плоскости линзы 4 образуется дифракционный порядок 6, состоящий оф прошедшего света 5 на расстояние где λ и Л - длины волн света и звука, соответственно;The diagram shows (periodic structure of electrodes) a retardation system 1, a dielectric 2, a light beam 3, a lens 4 for observing a diffraction pattern in the far zone, light 5 transmitted through a dielectric without diffraction; the diffraction order splitting is indicated by the number 6; electrodes 7 of the retarding system; electric fields 8 of a delayed electromagnetic wave; field 9 of an acoustic wave in a dielectric; the diffraction order associated with the periodicity of the electrodes of the retardation system is indicated by the number 10. The slow-wave electromagnetic wave propagating along the retardation system 1 in the direction of the X axis excites in the dielectric 2 having piezoelectric properties, due to its electric fields 8, an acoustic wave 9 propagating along the axis Z A light beam 3 incident in the direction of the Y axis diffracts in an dielectric on an acoustic wave, as a result of which a diffraction order 6 is formed in the focal plane of lens 4, consisting of transmitted light 5 by a distance where λ and A are the wavelengths of light and sound, respectively;

F - фокусное расстояние линзы 4.F is the focal length of the lens 4.

Дифракционная картина содержит дифракционные порядки 10 в направлении оси X, связанные с периодичностью электродов в замедляющей системе, расстояние от · основного дифракционного порядка 6 для которых описывается периодом системы ск выражением The diffraction pattern contains diffraction orders 10 in the direction of the X axis, associated with the periodicity of the electrodes in the retardation system, the distance from the main diffraction order 6 for which is described by the period of the system with the expression

Вследствие изменения фазы в электромагнитной волне вдоль ее движения по оси X всё дифракционные порядки имеют в-этом направлении расщепление £ по величине которой можно судить о длине электромагнитной волны А при известных ί > η , F и С . Точность определения длины волны λ в этом случае в основном определяется точностью измерения величины Е , которая может быть высокой в данных дифракционных измерениях вплоть до длин волн, сравнимых с периодом замедляющей структуры <3 .Due to the phase change in the electromagnetic wave along its motion along the X axis, all diffraction orders have a splitting £ in this direction, the magnitude of which can be used to judge the electromagnetic wavelength A for known при> η, F and C. The accuracy of determining the wavelength λ in this case is mainly determined by the accuracy of measuring E, which can be high in these diffraction measurements up to wavelengths comparable to the period of the slowing structure <3.

Claims

pictures in the far zone, light 5, passed through a dielectric without diffraction; the diffraction order splitting is indicated by 6; electrodes 7 of the retarding system; electric field 8 of a slow electromagnetic wave, field 9 of an acoustic wave in a dielectric; the diffraction order associated with the periodicity of the electrodes of the slow-wave system is indicated by the number 1 Electromagnetic Slow, propagating along the slow-wave system 1 in the direction of the X axis, excited in dielectric 2, which has piezoelectric properties, due to its electric fields 8 an acoustic wave 9 propagating along the axis Z of the Z-ray beam 3 incident in the direction of the axis V diffracts in the dielectric on an acoustic wave, as a result of which in the focal plane of the lens 4 forms a diffraction order 6 ot the transmitted light 5 by distance (M, where L and L P are the wavelengths of the light and 3BjTca, respectively; -focal distance of the lens 4. The diffraction pattern contains diffraction orders 10 in the direction associated with the periodicity of the electrodes in the slow-wave system the distance from the main diffraction order b for which is described by the period of the system ck by the expulsion bi | p (2). Due to the phase change in the electromagnetic wave along its movement along 254 si X, all the diffraction orders have this direction; whether electromagnetic e vo Iiy And under certain i, 1, F, and C. The accuracy of determining the wavelength A in this case is mainly determined by the exact measurement of the magnitude, which can be high in the diffraction measurement data up to wavelengths comparable to the period of the slow-wave structure d. Claims The method of measuring the length of an electromagnetic wave in slow-wave dielectric systems, characterized in that, in order to increase the accuracy in measuring small wavelengths, a dielectric with photoelastic and piezoelectric properties is placed on the slow-wave structure by a slow-wave electromagnetic wave. the dielectric an acoustic wave, a monofomatic beam of light is passed through the dielectric in the direction perpendicular to the plane of the acoustic wave and electromagnet wave vectors hydrochloric waves received and recorded in splitting karttyu diffraction orders of diffraction caused by an electromagnetic wave in the direction of propagation, which is determined by the electromagnetic wavelength. Sources of information taken into account in the examination 1, Ganapolsky E. M., Chernets A. N. Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 1963, V. 149, No. 1, p. 72.

2. Sklkn R. A., Sazonov V., P., Slow-down systems. - M., Sov.radio, with 468477, 1966 (prototype).

7th

.

YU

5 FIG. 3