Акустаоптыка

Акустаоптыка — раздзел фізікі, які вывучае ўзаемадзеянне аптычных і акустычных хваль (акустааптычнае ўзаемадзеянне), а таксама раздзел тэхнікі, у рамках якога распрацоўваюцца і даследуюцца прыборы, якія выкарыстоўваюць акустааптычнае ўзаемадзеянне (акустааптычныя прыборы).

Для абазначэння шырокага кола з'яў, звязаных з акустааптычным узаемадзеяннем, часам выкарыстоўваюць агульны тэрмін «акустааптычны эфект». Практычна ў любой акустааптычнай прыладзе акустычная хваля ўзбуджаецца з дапамогай таго ці іншага электраакустычнага пераўтваральніка, часцей за ўсё п'езаэлектрычнага. Такім чынам, акустааптычныя прыборы кіруюцца з дапамогай электрычных сігналаў (высокай частаты), якія выпрацоўваюцца ў адпаведных электронных блоках кіравання. Акустаоптыку ў сувязі з гэтым лічаць галіной функцыянальнай электронікі.

Асноўныя акустааптычныя з'явы

• Дыфракцыя святла на ўльтрагуку (акустааптычная дыфракцыя).
• Рэфракцыя святла на ўльтрагуку (акустааптычная рэфракцыя).
• Узмацненне слабых акустычных хваль, а таксама іх генерацыя пад дзеяннем магутнай аптычнай хвалі (фотаакустычныя або оптаакустычныя з'явы).

Адпаведна, раздзел фізікі (акустыкі), які вывучае ўзбуджэнне акустычных хваль пад уплывам аптычнай хвалі, называюць фотаакустыкай або оптаакустыкай.

• Пад уздзеяннем магутнай хвалі ўльтрагук у вадкасці можа назірацца, у сваю чаргу, генерацыя аптычнай хвалі - так званая соналюмінесцэнцыя.

У вузкім сэнсе пад акустааптычным з'явамі разумеюць толькі дыфракцыю і рэфракцыю святла на ўльтрагуку. Асноўным з'явай, якое выкарыстоўваецца ў сучасных акустааптычных прыборах, з'яўляецца акустааптычная дыфракцыя.

Прымянення акустааптычных з'яў

Акустааптычны эфект шырока ўжываецца як у навуковых даследаваннях, так і ў тэхнічных прыладах. У прыватнасці, акустааптычным метадам можна візуалізаваць акустычныя палі і кантраляваць якасць празрыстых матэрыялаў. Акустааптычныя фільтры дазваляюць ажыццяўляць дыстанцыйны хімічны аналіз асяроддзя. Акрамя таго, акустааптычныя прылады аказваюцца надзвычай эфектыўнымі для аналізу высокачастотных радыёсігналаў. Найважнейшай вобласцю ўжыванняў з'яўляюцца сістэмы аптычнай апрацоўкі інфармацыі, уключаючы элементы сістэм аптычнай сувязі і аптычныя працэсары.

Разнастайныя прымянення акустааптычных прыбораў становяцца магчымымі дзякуючы шматграннасці акустааптычнага эфекту, з дапамогай якога можна эфектыўна маніпуляваць усімі параметрамі аптычнай хвалі. Так акустааптычныя прылады дазваляюць кіраваць інтэнсіўнасцю лазернага выпраменьвання, становішчам аптычнага прамяня ў прасторы, палярызацыяй і фазай аптычнай хвалі, а таксама спектральным складам і прасторавай структурай аптычных пучкоў.

Сумежныя з акустаоптыкай раздзелы

Не варта блытаць акустаоптыку і оптаакустыку. Гэта асобныя дысцыпліны.

Сучасная акустаоптыка цесна звязана не толькі са сваімі «матчынымі» часткамі фізікі - з акустыкай і оптыкай, але і з крышталёфізікай (актыўна даследуецца акустааптычнае ўзаемадзеянне ў крышталях), а таксама з прыкладнымі дысцыплінамі, такімі як оптаэлектроніка і радыёфізіка.

У той час як у акустааптычных прыборах адбываецца пераўтварэнне акустычных сігналаў у аптычныя (а ў фотаакустычных сістэмах аптычныя сігналы пераўтворацца ў акустычныя), у акустаэлектроніцы вывучаюцца сістэмы са ўзаемным пераўтварэннем акустычных і электрычных сігналаў.

Роднаснай у адносінах да акустаоптыцы вобласцю з'яўляецца лазерная вібраметрыя, якая разглядае метады аптычнага зандзіравання цел, што вагаюцца. Эфект фотапругкасці, які забяспечвае акустааптычную дыфракцыю і рэфракцыю, ляжыць таксама ў аснове палярызацыйна-аптычнага метаду даследавання статычных дэфармацый матэрыялаў.

Літаратура

• Мустель Е. Р., Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света, — М.: Наука, 1970.
• Дамон Р., Мэлони В., Мак-Магон Д. Взаимодействие света с ультразвуком: явление и его применение, в кн. Физическая акустика, под ред. Мэзона У. и Терсона Р., т. 7, — пер. с англ., M.: Мир, 1974.
• Такер Дж., Рэмптон В., Гиперзвук в физике твёрдого тела, — пер. с англ., М.: 1975.
• Бергман Л., Ультразвук и его применение в науке и технике, — М.: Наука. 1977.
• Ребрин Ю. К., Управление оптическим лучом в пространстве, — М.: 1977.
• Магдич Л. Н., Молчанов В. Я., Акустооптические устройства и их применения, — М.: Сов. радио, 1978.
• Кулаков С. В., Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализа сигналов, — Л.: Наука, 1978.
• Акустооптические методы обработки информации, сб. статей под ред. Карбукова Г. Е. и Кулакова С. В., — Л.: Наука 1978.
• Гуляев Ю. В., Проклов В. В., Шкердин Г. Н., Дифракция света на звуке в твердых телах, Успехи физических наук, 1978, т. 124, в. 1, С. 61—111.
• Яковкин И. Б., Петров Д. В., Дифракция света на акустических поверхностных волнах, — Новосибирск: Наука, 1979.
• Левин В. М., Маев Р. Г., Проклов В. В., Свет и звук: взаимодействие в среде, — М.: 1981.
• Левин В. М., Маев Р. Г., Проклов В. В., Обработка радиосигналов акустоэлектронными и акустооптическими устройствами, — М.: 1983.
• Балакший В. И., Парыгин В. Н., Чирков Л. Е., Физические основы акустооптики, — М.: Радио и связь, 1985.
• Ярив А., Юх П., Оптические волны в кристаллах, — пер. с англ., М.: 1987.
• Задорин А. С., Шандаров С. М., Шарангович С. Н., Акустические и акустооптические свойства монокристаллов, — Томск: Томский гос. университет, 1987.
• Бондаренко В. С., Зоренко В. П., Чкалова В. В., Акустооптические модуляторы света, — М.: 1988.
• Гусев О. Б., Кулаков С. В., Разживин Б. П., Тигин Д. В., Оптическая обработка радиосигналов в реальном времени, — М.: Радио и связь, 1989.
• Xu J. and Stroud R., Acousto-optic devices, — New York, Wiley, 1992. ISBN 0-471-61638-9
• Корпел А., Акустооптика, — пер с англ., М.: Мир, 1993 (оригинал: Korpel A. / Acousto-optics, — N.Y. and Basel: Marcel Dekker, Inc., 1988). ISBN 5-03-002598-7
• Goutzoulis A. P. and Pape D. R., Design and fabrication of acousto-optic devices, — New York, Marcel Dekker, 1994.
• Хименко В. И., Тигин Д. В., Статистическая акустооптика и обработка сигналов, — СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та. 1996. ISBN 5-288-00929-5
• Парыгин В. Н., Балакший В. И., Волошинов В. Б. Электрооптика, акустооптика и оптическая обработка информации на кафедре физики колебаний МГУ, — Радиотехника и электроника, 2001, т. 46, № 7, С. 775—792.
• Задорин А. С. Динамика акустооптического взаимодействия, — Томск: Томский гос. университет, 2004. ISBN 5-94621-096-3

Спасылкі

acoustooptics.phys.msu.ru — лаборатория акустооптики и оптоэлектроники физического факультета Московского государственного ўниверситета им. М. В. Ломоносова Архівавана 7 верасня 2017.