1. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.

Электрооптический модулятор (ЭОМ)- устройство, которое можно использовать для контроля мощности, фазы или поляризации лазерного луча с помощью электрического сигнала. Обычно он содержит одну или две ячейки Поккельса и дополнительные оптические элементы - поляризаторы. Различные виды ячеек Поккельса показаны на рисунке. Принцип работы основан на линейном электрооптическом эффекте (также называемом эффектом Поккельса), т.е. изменение показателя преломления в нелинейном кристалле под действием электрического поля, пропорционального напряженности поля.

Различные типы ячеек Поккельса

Часто используемые кристаллы для ЭОМ:

дидейтерофосфат калия KD2PO4 (KD*P=DKDP),

титанил-фосфат калия KTiOPO4 (KTP),

бета-борат бария BaB2O4 (BBO) (применяется при более высокой средней мощности и / или более высоких частотах переключения), а также ниобат лития (LiNbO3),

танталат лития (LiTaO3),

дигидроген фосфат аммония (NH4H2PO4).

В дополнение к этим неорганическим электрооптическим материалам, существуют также специальные полимерные материалы для модуляторов.

Напряжение, необходимое для изменения фазы световой волны на π, называется полуволновым напряжением (Vπ). Для ячейки Поккельса, как правило, это обычно сотни или даже тысячи вольт, так что требуются высоковольтные усилители. Подходящие электронные схемы могут переключаться со значительных напряжения в течение нескольких наносекунд, что позволяет использовать ЭОМ как быстрые оптические переключатели. В других случаях достаточно модуляции с меньшим напряжением, например, когда требуется лишь небольшая модуляция амплитуды или фазы.

2. Акустоэлектронные приборы и устройства для обработки сигналов: генераторы ПАВ, линии задержки, фильтры, резонаторы, ответвители - устройство, принцип работы, основные характеристики, области использования.

В качестве звукопровода обычно применяется пластина, или стержень, или провод из пьезоэлектрического материала (например, ниобат лития LiNbO3, пьезокварц SiO2, германат висмута Bi12GeO20, пьезокерамика) с тщательно отполированной поверхностью, на которой расположены электромеханические преобразователи: входной и выходной. Эти преобразователи обычно выполняются в виде гребенчатых электродов из тонкой металлической пленки толщиной 0,1-0,5 мкм. Из называют встречно-штыревыми преобразователями (ВШП). К входному ВШП подключен источник электрического сигнала, и в звукопроводе возникает ПАВ. А в выходном преобразователе, к которому подключена нагрузка, возникает электрический сигнал.

Основные параметры преобразователей на ПАВ - вносимое затухание, входное и выходное сопротивление, частотная избирательность, полоса пропускаемых частот. Все эти параметры зависят главным образом от устройства ВШП.

АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА - раздел акустики, на стыке акустики твёрдого тела, физики полупроводников и радиоэлектроники. А. занимается исследованием принципов построения УЗ-устройств для преобразования и обработки радиосигналов.

Резонаторы на ПАВ (поверхностных акустических волнах) весьма успешно зарекомендовали себя в качестве элемента стабилизации частоты задающего генератора для маломощных передающих устройств. Такие устройства, благодаря техническим возможностям резонаторов ПАВ, нашли весьма широкое применение в радиотехнических системах малого радиуса действия.

Электрический высокочастотный сигнал посредством преобразователей созда╦т на поверхности кварца механические (акустические) колебания, распространяющиеся в виде волны. Такая волна получила название - поверхностная акустическая волна (ПАВ). Скорость ПАВ в кварце в 100000 раз меньше скорости электромагнитной волны. Медленное распространение акустической волны является основой миниатюризации приборов ПАВ. Максимальная эффективность преобразования достигается на частоте синхронизма, то есть на такой частоте подводимого электрического сигнала, когда длина волны акустических колебаний совпадает с пространственным периодом электродов преобразователя. На частоте 433,92 МГц длина волны акустических колебаний составляет 7 мкм.

Две реш╦тки на частоте синхронизма работают как два зеркала, отражая акустическую волну. За сч╦т сохранения и накопления энергии механических колебаний в области между реш╦тками на резонансной частоте образуется высокодобротная колебательная система. Длина всей системы составляет несколько сотен длин волн. При этом общая длина кварцевой подложки резонатора с частотой 433,92 МГц не превышает 3 мм.

Существует три основных типа резонаторов: одновходовый, двухвходовый и связанный. Все три типа резонаторов при массовом производстве выпускаются в корпусе с тремя выводами: два изолированных, а один - соедин╦н с корпусом. В соответствии с ростом спроса мирового рынка на резонаторы в керамическом корпусе, которые монтируются на поверхность (SMD), промышленность наращивает объ╦мы их выпуска.

Ли́ния заде́ржки — устройство, предназначенное для задержки электрических и электромагнитных сигналов на заданный промежуток времени (фиксированный, переключаемый или с плавной регулировкой). Линии задержки (ЛЗ) широко применяются в радиоэлектронике — в радиолокации и радионавигации, измерительной технике, вычислительной технике и автоматике, электроакустике (ревербераторы), технике связи, в научных исследованиях.

Полосовые фильтры на ПАВ, по существу, представляют собой линии задержки с частотно-селективными свойствами. Такие фильтры могут быть сделаны на различные рабочие частоты и полосы частот. В узкополосных фильтрах относительная полоса частот может быть в пределах 0,01-1%. Сверхузкополосные и сверхширокополосные фильтры имеют высокую избирательность. Вносимое затухание не более 3 дБ. Для повышения избирательности иногда применяют каскадное включение нескольких фильтров. Размеры электродов у фильтров на частоты 1-2 ГГц. составляют единицы микрометров и менее. Подобные микрофильтры изготавливаются методами фото-, рентгеновской или электронно-лучевой литографии.

ПАВ резонаторы используют эффект поверхностных акустических волн и в отличие от кварцевых резонаторов, использующих пьезоэлектрический эффект, имеют большую частоту (диапазон частот от 100МГц до 1.1ГГц) и меньшую стабильность (от 20 до 200кГц (30-250ppm)).

Многополосковый ответвитель(МПО) используется в устройствах на ПАВ для переизлучения энергии акусти­ческой волны из одного пространственного канала в другой. Такой ответвитель представляет собой систему проводящих электродов, нанесенных на поверхность пьезоэлектрическо­го звукопровода параллельно фронту поверхностной волны