宽带声光偏转器的优化设计研究

发布时间：2017-12-03 03:27

  本文关键词：宽带声光偏转器的优化设计研究

  更多相关文章： 声光效应 声光偏转器 几何关系 带宽 超声跟踪 二氧化碲 铌酸锂

【摘要】：声光器件是利用声光效应而设计的功能器件,被广泛应用于光束控制、信号处理和光通信技术中。论文以反常声光互作用理论为基础,对基于二氧化碲(TeO_2)晶体和铌酸锂晶体(LiNbO_3)的反常声光偏转器进行了优化设计。论文具体研究工作分为三部分:TeO_2反常声光偏转器宽带匹配模式的研究、基于旋转声光互作用平面的反常声光偏转器优化设计以及阶梯换能器结构反常声光器件的超声跟踪特性研究。论文首先对TeO_2反常声光互作用宽带匹配模式进行了研究。从TeO_2的光学性质、声学性质以及声光性质出发,通过求解克里斯托弗方程并结合表征其反常声光互作用几何关系的Dixon方程,系统研究了TOZ工作平面内±1级衍射下器件的中心频率、带宽等设计参数与离轴角之间的关系,具体得到了不同离轴角下器件的设计参数。在基于旋转声光互作用平面的反常声光偏转器优化设计中,分别对沿轴型和离轴型两种LiNbO_3反常声光器件的宽带工作模式进行了研究。通过对声光工作平面进行旋转,使得声光器件在工作平面内的折射率曲面沿Z轴上不再相切而实现宽带设计,通过对不同工作模式下入射角与衍射角随超声波频率的变化曲线进行系统分析,得到了器件中心频率、带宽随旋转角度以及超声波速的变化特性曲线和具体的宽带设计参数,为LiNbO_3反常声光器件的宽带设计提供了理论参考。在反常声光器件的超声跟踪特性研究中,给出了一种新的优化设计方法,对基于阶梯换能器结构的LiNbO_3反常声光器件的超声跟踪特性进行了研究,获得了不同工作模式下器件的3 dB带宽曲线,并进一步探讨了器件的中心频率、带宽等参数随光入射角、超声波速等的变化规律特性,为LiNbO_3反常声光偏转器的超声跟踪设计提供了理论参考。
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN65

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本文编号：1247314