
- •Раздел 2. Задачи оптич. Зондир. Пав 29.11.10
- •Раздел 5. Применение теории пространственных спектров для анализа схем оптического зондирования поверхностных аКустических волн
- •5.3. Схема оптического зондирования поверхностных акустических волн (пав) с применением опорной дифракционной решетки (одр) на поверхности подложки-звукопровода.
- •5.3.2. Схема оптического зондирования пав с одр, расположенной на поверхности, по которой распространяется пав.
- •5.3.3. Некоторые исходные соотношения
- •5.3.4. Анализ схемы зондирования с амплитудой гармонической одр
- •5.3.5. Анализ схемы оптического зондирования пав с опорной дифракционной решеткой фазового типа
- •5.4. Модель зондирования пав с опорной дифракционной решеткой, отделенной от звукопровода.
- •5.4.1. Анализ схемы с одр амплитудного типа, отделенной от звукопровода.
- •5.4.1 Анализ схемы с одр фазового типа отделенной от звукопровода.
5.4.1 Анализ схемы с одр фазового типа отделенной от звукопровода.
Пусть в качестве
ОДР применена дифракционная решетка
фазового типа с прямоугольным профилем
типа «меандр», с амплитудой фазовой
модуляции, равной
.
Коэффициенты Фурье такой решетки были
рассчитаны выше (формулы 5 .37- 5.39) и равны:
(5.78)
После прохождения пространства, разделяющего плоскости П1 и П2, коэффициенты пространственного спектра имеют вид:
(5.79)
Коэффициенты пространственного спектра ПАВ , как и в предыдущей задаче равны:
; (5.80)
Для нулевого дифракционного порядка с учетом последних формул получим выражение:
=
(5.81)
Формулу для расчета коэффициента интенсивности нулевого порядка дифракции получим, умножив формулу (5.81) на комплексно сопряженную:
(5.81)
Здесь можно
отбросить малое слагаемое, содержащее
.
Как видно из полученного выражения амплитуда переменной составляющей колебаний мощности в нулевом порядке максимальна при значении , и при увеличении расстояния между ОДР и ПАВ она уменьшится до нуля при значении
(5.82)
При дальнейшем
увеличении расстояния в области
будут наблюдаться периодические
увеличения и уменьшения амплитуды
переменной составляющей колебаний
мощности в нулевом дифракционном
порядке.
Для первого дифракционного порядка получим выражение:
=
(5.83)
Формулу для расчета коэффициента интенсивности первого порядка дифракции получим, умножив формулу (5.83) на комплексно сопряженную:
(5.84)
Для минус первого дифракционного порядка получим выражение:
=
(5.85)
(5.86)
Анализируя полученные формулы можно сделать ряд интересных выводов:
При колебания мощности в первых порядках происходят в фазе, а колебания в нулевом порядке происходят в противофазе по отношению к колебаниям в первых порядках.
При фазы колебаний мощности в первых порядках различаются и при фазы колебаний в первых порядках становятся противоположными.
Наибольшая эффективность оптического зондирования ПАВ достигается при использовании ОДР фазового типа, нулевого порядка дифракции, при , при условии, что амплитуда фазовой модуляции ОДР типа «меандр»составляет
1 Описание волн Рэлея и акустоэлектронных устройств на их основе приведено в ряде монографий. Для интересующихся этим вопросом можно рекомендовать книгу: п/ред. А. Олинера «Поверхностные акустические волны», М.: Мир, 1981.