本文關(guān)鍵詞：寬帶聲光偏轉(zhuǎn)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：聲光器件是利用聲光效應(yīng)而設(shè)計(jì)的功能器件,被廣泛應(yīng)用于光束控制、信號(hào)處理和光通信技術(shù)中。論文以反常聲光互作用理論為基礎(chǔ),對(duì)基于二氧化碲(TeO_2)晶體和鈮酸鋰晶體(LiNbO_3)的反常聲光偏轉(zhuǎn)器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文具體研究工作分為三部分:TeO_2反常聲光偏轉(zhuǎn)器寬帶匹配模式的研究、基于旋轉(zhuǎn)聲光互作用平面的反常聲光偏轉(zhuǎn)器優(yōu)化設(shè)計(jì)以及階梯換能器結(jié)構(gòu)反常聲光器件的超聲跟蹤特性研究。論文首先對(duì)TeO_2反常聲光互作用寬帶匹配模式進(jìn)行了研究。從TeO_2的光學(xué)性質(zhì)、聲學(xué)性質(zhì)以及聲光性質(zhì)出發(fā),通過(guò)求解克里斯托弗方程并結(jié)合表征其反常聲光互作用幾何關(guān)系的Dixon方程,系統(tǒng)研究了TOZ工作平面內(nèi)±1級(jí)衍射下器件的中心頻率、帶寬等設(shè)計(jì)參數(shù)與離軸角之間的關(guān)系,具體得到了不同離軸角下器件的設(shè)計(jì)參數(shù)。在基于旋轉(zhuǎn)聲光互作用平面的反常聲光偏轉(zhuǎn)器優(yōu)化設(shè)計(jì)中,分別對(duì)沿軸型和離軸型兩種LiNbO_3反常聲光器件的寬帶工作模式進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)聲光工作平面進(jìn)行旋轉(zhuǎn),使得聲光器件在工作平面內(nèi)的折射率曲面沿Z軸上不再相切而實(shí)現(xiàn)寬帶設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)不同工作模式下入射角與衍射角隨超聲波頻率的變化曲線進(jìn)行系統(tǒng)分析,得到了器件中心頻率、帶寬隨旋轉(zhuǎn)角度以及超聲波速的變化特性曲線和具體的寬帶設(shè)計(jì)參數(shù),為L(zhǎng)iNbO_3反常聲光器件的寬帶設(shè)計(jì)提供了理論參考。在反常聲光器件的超聲跟蹤特性研究中,給出了一種新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)基于階梯換能器結(jié)構(gòu)的LiNbO_3反常聲光器件的超聲跟蹤特性進(jìn)行了研究,獲得了不同工作模式下器件的3 dB帶寬曲線,并進(jìn)一步探討了器件的中心頻率、帶寬等參數(shù)隨光入射角、超聲波速等的變化規(guī)律特性,為L(zhǎng)iNbO_3反常聲光偏轉(zhuǎn)器的超聲跟蹤設(shè)計(jì)提供了理論參考。
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN65

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本文編號(hào)：1247314