光波在声光晶体中的传播课件

△n = - 4Aπ/λs
超声驻波引起的介质折射率分布所形成的驻波波腹分别对应于超声驻波的波节，而折射率分布所形成的驻波波节分别对应于超声驻波的波腹．
介质折射率分布每隔半个周期(Ts／2)在波腹处变化一次。 在两次变化中间的瞬间，介质中各处的折射率相同。 即在超声波的一个周期内，超声光栅出现和消失的次数为2次。
a
b
P
O
P
衍射角
对于光栅中每一个宽度相等的狭缝来说，它们各自在屏上产生强度分布完全相同单缝衍射图样，这些衍射图样位置完全重合
光栅衍射为单缝衍射和 多缝干涉的叠加效果。
x
f
o
屏
a
b
+
衍射角
a
b
(a+b) sin ——相邻两缝光线的光程差
二、光栅公式
任意相邻两缝对应点在衍射角为 方向的两衍射光到达P点的光程差为(a+b)sin
光栅常数(a＋b)愈小，各级明条纹的 角愈大，因而条纹分布越稀疏
sin
0
I单
I0单
-2
-1
1
2
(/a)
单缝衍射光强曲线
I
N2I0单
0
4
8
-4
-8
sin
(/d)
单缝衍射 轮廓线
光栅衍射 光强曲线
sin
N2
0
4
-8
-4
8
(/d)
多光束干涉光强曲线
三、光强分布
多光束干涉的各明条纹要受单缝衍射的调制.单缝衍射光强大的方向明条纹的光强也大，单缝衍射光强小的方向明条纹的光强也小.
光栅公式
光栅衍射明条纹位置满足： (a+b)sin =k k=0,±1, ±2, ±3 · · ·

声波
x 声波阵面
y
超声波），声光互作用长度小
s
入射光
L
L0
ns2 4
光 波 阵
面
静止的“平面相位光栅”
衍射光
sin m
m ks ki
m s
L
拉曼-纳斯衍射图
衍射特征： 各级衍射光对称地分布在零级衍射光两侧， 且同级次衍射光的强度相等.
2.3 光波在声光晶体中的传播
第2章 光辐射的传播
2. 布喇格（Bragg）衍射
对光波而言，运动的“声
s
光栅”可视为静止。
n n n0
2.3 光波在声光晶体中的传播
第2章 光辐射的传播
声波在介质中的传播分为行波和 驻波两种形式。 设声波的角频率为s，波矢为 k s ，则沿x方向传播的声
波方程为 a(x,t) Asin(st ks x)
可近似认为，介质折射率的变化正比于介质质点沿x方向位
第2章 光辐射的传播
衍射光场强度各项取极大值的条件为
x ks
cos-1l
ki sin mks 0 (m 整数 0) +q/2 ki
-q/2
y
各级衍射的方位角为
d=xl -L/2 +L/2
sin m
m ks ki
m
s
(m 0, 1, 2, )
各级衍射光的强度为
Im
J
2 m
(v),
v
(n)ki L
—介质密度；vs—声速；S —应变幅值
超声强度：
Is
Ps HL
n 1 n3P 2
2Is
vs3
衍射效率
s
I1 Ii
sin 2
L

09.01.2020
09.01.2020
声波传播方向
+2级
入射波
+1级
0级
-1级
-2级
拉曼－纳斯方式
声波传播方向 入射波
透射波 衍射波
布拉格方式（透射）
1. 拉曼-纳斯衍射
由于声速比光速小很多，故声光 介质可视为一个静止的平面相位光栅。
声波
x
声波阵面
y
而且声波长λs比光波长λ大得多，
当光波平行通过介质时，几乎不通过
09.01.2020
透射光栅
Fraunhofer衍射理论
衍射条文中亮线出射角：
sini sind
m
d
声光效应的两种特殊情况
拉曼-纳斯衍射：入射光垂直入射；声光作用区很短； 布喇格衍射：入射光以一个特殊角入射；声光作用区很宽
09.01.2020
声波在介质中传播分为行波和驻波两种形式。
物质效应
电光效应 声光效应 磁光效应
09.01.2020
基本概念
电光效应——晶体在外加电场的作用下，其折射率发生变化，当光 波通过此介质时，其传播特性就受到影响而改变，这种现象称为电 光效应。 弹光效应——由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象。 声光效应——由于声波的作用而引起介质光学性质变化的现象。 当超声波传过介质时，使介质的折射率在声波方向上产生周期性变 化，实际上等效于一个光学的相位光栅。 声光衍射: 若同时有光传过介质，光将被相位光栅所衍射，称为声 光衍射。 声光器件: 利用声光衍射效应制成的器件。声光器件能快速有效地 控制激光束的强度、方向和频率，还可把电信号实时转换为光信号。
09.01.2020
二、声光相互作用的两种类型

24 光波在声光晶体中的传播-
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！ห้องสมุดไป่ตู้