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《陕西师范大学》 2006年
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声光互作用特性研究

王亚雄  
【摘要】:当光波通过有超声波作用的介质时,光波和声波在介质中的互作用可以产生类似于光栅衍射的“超声衍射”,利用声波和光波在介质中的这种互作用规律,一方面可以用超声波控制光束的频率、方向和强度,另一方面,也可以将其它信号转换为光信号进行分析。围绕这两个方面的应用,可以制作成各种用途的声光器件,尤其在20世纪60年代激光问世之后,声光器件在激光控制和光信号处理方面得到了很大的发展,并逐渐深入到军事和民用的各个领域。为了提高声光器件的性能,很多国家投入了大量的人力物力对声光互作用特性进行研究,研究工作主要围绕四方面:一是对声光在介质中的互作用理论的研究;二是高性能声光互作用材料和声光器件的开发;三是用于产生超声波的100MHz或更高频率压电换能器的理论和工艺的研究;四是对声光器件应用领域的拓展。 本文从理论和实验方面对声光互作用的特性做了以下几个方面的研究: (1)从声波和光波在介质中的耦合波方程出发,利用动量匹配和动量失配分析了介质中的声光互作用规律,得出了声光正常布拉格衍射时的声光偏转和声光调制特性。对36°Y切LN/PM声光器件进行了实验研究,得出了其声光偏转和声光调制特性曲线,实验所得结果与理论基本吻合。但实验所得声光衍射的效率并不能达到理论上的100%,其原因主要有声光作用区有限、超声波功率不能足够大、光路有损耗等。 (2)对厚度振动的压电片进行理论分析,推导了厚度振动压电片的频率方程。在厚度振动压电换能器用于声光器件时,结合图形分析了在各镀层均为声学薄的情况下,声光器件电导的频率特性以及换能器损耗的频率特性。 对声光器件电导特性曲线的分析结果表明,在声光器件的相对阻抗z_(0m)保持不变时,随着压电层的机电耦合系数k增大,输入电导也增大;在声光介质和压电层选取不同材料时,电导特性有明显变化,当器件的相对阻抗z_(0m)接近于1时,电导随频率的变化比较稳定,但当z_(0m)远离1时,电导随频率的变化很不稳定。由此得出结论,为保证输入电导稳定,声光器件的相对声阻抗应满足z_(0m)≈1。 对声光器件换能器损耗的特性曲线分析结果表明,k值对于换能器损耗影响较大,k对于换能器带宽也有一定影响,当k较小时,换能器损耗较大,换能器带宽较小;换能器的带宽则主要取决于声光器件的相对阻抗z_(0m),在z_(0m)≥1时,换能器带宽较大,但当z_(0m)太大时,会在低频端产生峰值。由此得出结论,为保证换能器
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O426.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 霍雷;激光相干探测中声光器件特性的研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘红涛;声表面波气体探测中的激光技术应用研究[D];郑州大学;2010年
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7 周亚梅;拉曼纳斯声光衍射及测量系统的研究[D];广东工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘成亮;螺旋电极式压电驱动器及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 张旨遥;基于布里渊散射的可调光纤延迟线研究[D];电子科技大学;2010年
3 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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5 李敏毅;铌酸锂高频超声换能器的研制与输出功率测量[D];华南理工大学;2011年
6 武剑;原油防蜡降粘超声波处理系统的关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 周宁宁;面向真空低温下超声波电机的振动摩擦与悬浮特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 孙亚杰;基于超声相控阵原理的结构健康监测技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
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10 郭抗;平板形二自由度压电马达的理论与试验研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李义辉;超声无磨料内圆抛光声学系统及抛光工艺研究[D];河南理工大学;2010年
2 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
3 刘红涛;声表面波气体探测中的激光技术应用研究[D];郑州大学;2010年
4 管宇;一种低频三维MEMS矢量水听器的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 刘杰;基于时差法的超声波流量计设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 李中强;高灵敏度声压水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 温家华;基于超声辐射力的弹性成像关键技术研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 颜树华,戴一帆,吕海宝,李圣怡;二元光学器件激光直写技术的研究进展[J];半导体光电;2002年03期
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9 刘雷;马宏;;准分子激光均束系统的研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年02期
10 朱莉;张光新;曹丙花;颜志刚;周泽魁;;苏丹红Ⅰ号的太赫兹光谱研究[J];传感技术学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 赖建军;陈四海;陈坦;易新建;;基于MEMS微镜阵列的高光谱成像技术研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第三届学术会议论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谷建强;太赫兹奇异介质研究[D];天津大学;2010年
2 李凤有;激光直写光刻技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
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4 丁金妃;光纤光栅折射率传感技术研究[D];浙江大学;2006年
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6 江朝抒;机载相控阵雷达地面低速动目标检测技术研究[D];电子科技大学;2006年
7 赵言诚;二维声子晶体结构设计及其特性研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 刘骏跃;声表面波惯性器件传感检测技术研究[D];西北工业大学;2007年
9 何明霞;生物组织与微纳材料太赫兹时域光谱特性研究[D];天津大学;2007年
10 林开群;表面等离子体共振传感的新现象、新方法及其温度特性研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 戈平;DPL中声光调Q开关衍射效率的角度匹配问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 于金涛;高重频窄脉宽声光调Q激光器的研究[D];西安工业大学;2011年
4 刘志永;中厚盘弯曲振动特性及指向性研究[D];陕西师范大学;2011年
5 李娜;纵振—方形声源辐射特性研究[D];陕西师范大学;2011年
6 欧阳琴;大面积PCB投影扫描式激光曝光机的研制[D];广东工业大学;2011年
7 韩伟;基于高斯声束模型的超声检测仿真技术研究[D];中北大学;2011年
8 陈伟;基于G-S算法的治疗超声相控阵声场调控研究[D];重庆医科大学;2011年
9 孟贇;双层组织中聚焦超声声、热场分布及其物性分析[D];上海交通大学;2011年
10 周广;新型全光纤声光调制器件的理论和实验研究[D];北京工业大学;2000年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘翔;纯相位液晶空间光调制器的多光束光功率控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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1 王超;激光写入光功率控制及小型化离焦检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 慈明儒;相干接收激光雷达光学系统装调方法研究[D];长春理工大学;2012年
3 周亚梅;拉曼纳斯声光衍射及测量系统的研究[D];广东工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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1 王凯歌;齐璟;邵永红;陈丹妮;屈军乐;;基于声光器件的寻址定位扫描荧光寿命测量研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 余姗;谢本亮;;PbMoO_4声光器件外部阻抗匹配网络的设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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2 刘国祥;熔锥型全光纤声光器件的研究[D];电子科技大学;2002年
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1 安磊;超声跟踪反常声光器件的优化设计研究[D];河北师范大学;2012年
2 杨婧;反常声光器件的优化设计研究[D];河北师范大学;2013年
3 余姗;钼酸铅声光器件换能器的设计及频率特性[D];赣南师范学院;2011年
4 张伟;声光器件参数测量系统研究[D];重庆大学;2005年
5 王亚雄;声光互作用特性研究[D];陕西师范大学;2006年
6 吴中超;光纤声光光开关技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 冷飞;基于周期极化铌酸锂的声光器件研究[D];南京大学;2011年
8 李存波;氧化碲(TeO_2)声光器件换能器的频率特性及外部匹配网络设计[D];赣南师范学院;2012年
9 孙宁;基于声光技术的信号处理系统研究[D];电子科技大学;2009年
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