Проектирование оптоэлектронных и квантовых приборов и устройств
..pdf
91
в. промежуточного слоя:
- толщина промежуточного слоя dslice (число, но если выбрана двухслойная структура, то сделать её неактивной), г. для звукопровода:
-длина звукопровода lduct (число),
-толщина звукопровода dduct (число).
2.2.Выбор материалов для слоёв преобразователя
а. Пьезослой (выбор из списка: Ниобат лития, Плавленый кварц, Окись цинка) б. Промежуточный слой (выбор из списка: Индий, Золото, Эпоксидная смола) в. Звукопровод (выбор из списка: Вода, Плавленый кварц, Ниобат лития)
2.3. Параметры переключения а. (выбор из списка: двухслойная структура или трёхслойная структура),
б (выбор из списка: дифракция Рамана-Ната или дифракция Брэгга)
2.4.Параметры излучения лазера а. диаметр пучка (число),
б. мощность излучения {P0} (число)
2.5.Параметры радиотракта
а. выходное сопротивление радиотракта (число), б. выходное напряжение радиотракта (число), в. диапазон частот радиосигнала (прокрутка)
3. Свойства и характеристики исследуемого объекта 3.1. Числовые значения
а. Интенсивность лазерного излучения {I0},
б. Потребляемая электрическая мощность { Pelectr }, в. Частота основного акустического резонанса
Двухслойная структура |
Вкладка |
Трёхслойная структура |
Приложение В
Свойства материалов для звукопровода
Таблица В1
93
Таблица В2
|
|
|
|
|
Ско- |
Коэф |
|
|
Аг- |
|
|
|
Коэф. |
Пока- |
|
Коэф. |
|
ре- |
|||
Мате- |
Длина |
|
рость |
аку- |
Упру- |
|||||
опти- |
затель |
Плот- |
рас- |
стич |
аку- |
гооп |
гат- |
|||
риал |
волны |
ческ. |
пре- |
стич. |
ное |
|||||
ность |
простр |
по- |
тиче- |
|||||||
свето- |
света |
по- |
лом- |
качест- |
со- |
|||||
среды, |
аку- |
глощ. |
ский |
|||||||
звук- |
,λсв., |
глощ. |
лен. |
3 |
|
|
ва М2 |
|
стоя |
|
пров. |
мкм |
α, |
среды, |
ρ, кг/м |
стич. |
αак, |
10 -15, |
коэфф |
ни |
|
|
|
Нп/м |
n0 |
|
волны , |
Нп/ м. |
с3/кГ |
.p |
сре |
|
|
|
|
|
|
υак , м/c |
Гц |
|
|
ды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Дис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тилли- |
0,63 |
1,5 |
1,33 |
1000 |
1500 |
24 10-15 |
160 |
0,31 |
жид |
|
рованн |
|
|
|
|
|
|
|
|
кая |
|
вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SiO2 |
0,63 |
3,2 |
1,46 |
2200 |
5960 |
6,9 10-8 |
1,51 |
0,274 |
твер |
|
Плавл |
||||||||||
кварц |
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
LiNdO3 |
0,63 |
2 |
2,29 |
4700 |
6570 |
0,0921 |
7 |
0,255 |
твер |
|
ниоб |
||||||||||
10-8 |
д |
|||||||||
лития |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТФ-7 |
|
|
|
|
|
345 |
|
|
твер |
|
Тяжел |
0,63 |
3,5 |
1,728 |
4590 |
3630 |
3,2 |
0,203 |
|||
10-8 |
д |
|||||||||
флинт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стекл |
|
|
|
|
|
αf2=54 |
М2/М1= |
|
твер |
|
0,63 |
3,3 |
1,9 |
2224 |
5641 |
10-15, |
0,21 |
||||
Пирекс |
|
|
|
|
|
дБ/м |
0,77 |
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Аце- |
0,63 |
|
|
7910 |
1174 |
А=αf2= |
М2/М1= |
0,11 |
жид |
|
тон: |
|
|
54 10-15 |
0,77 |
кая |
Приложение Г
Свойства материалов для промежуточного слоя
Приложение Д
Свойства материалов для пьезопреобразователя (реальные параметры):
Цен- |
|
Поло- |
|
|
Времен- |
|
Среда |
Материал |
Число кана- |
|
Дифракци- |
|||||
траль- |
|
са час- |
|
|
ная вы- |
|
взаи- |
пьезопре- |
|
лов |
|
онная эф- |
||||
ная |
|
тот, |
|
борка, мкс |
|
модей- |
образовате- |
|
|
|
фектив- |
|||||
часто- |
|
МГц |
|
|
|
|
ствия |
|
|
ля |
|
|
|
ность, %/Вт |
||
та, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
50 |
|
30 |
|
TeO2 |
|
LiNbO3 |
|
1..20 |
50 |
|
||||
100 |
|
10..40 |
|
30 |
|
стекло |
|
LiNbO3 |
|
32 |
5 |
|
||||
800 |
|
300 |
|
3 |
|
LiNbO3 |
|
|
ZnO |
|
1..10 |
2 |
|
|||
1400 |
|
400 |
|
1,5 |
|
LiNbO3 |
|
|
ZnO |
|
1..20 |
2 |
|
|||
1500 |
|
500 |
|
1 |
|
GaP |
|
|
ZnO |
|
1..10 |
2 |
|
|||
1750 |
|
500 |
|
1,5 |
|
LiNbO3 |
|
|
ZnO |
|
1..20 |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Свойства материалов для пьезопреобразователя |
|
|
|
||||||||||
|
Таблица Д1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относи- |
|
|
|
|
|
Ско- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
|
|
|
|
Коэфф. |
|
рость |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
тельная |
|
|
|
|
|
||||
|
Материал |
|
УЗВ(уль |
|
|
Плотность |
Электро- |
|
Звука в |
|
||||||
|
|
|
Проница- |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||
|
Пьезопреобр. |
|
тразвук. |
|
ем. Среды |
|
ρ, кГ/м |
механ. |
|
сре- |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Волны) |
|
εr |
|
|
|
|
связи, Кэл |
|
де,υак, М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ниобат лития |
|
Про- |
|
27.5 |
|
|
4640 |
|
0.17 |
|
7330 |
|
|||
|
|
LiNbO3 |
|
дольный |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
BaTiO3 тито- |
|
Про- |
|
1260 |
|
|
5700 |
|
0,384 |
|
5470 |
|
|||
|
нат бария |
|
дольный |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ZnO окись |
|
Про- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
цинка |
|
|
4,58 |
|
|
2650 |
|
0,098 |
|
5720 |
|
|||
|
|
|
дольный |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
PbMoO4 мо- |
|
Про- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
либдат свин- |
|
|
26,8 |
|
|
6950 |
|
0,1 |
|
3750 |
|
||||
|
|
дольный |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
ца |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сульфид кад- |
|
Про- |
|
εr / ε =9,5 |
|
5680 |
|
0,15 |
|
4460 |
|
||||
|
|
|
мия |
|
дольный |
|
|
|
|
|
||||||
Приложение Е Материалы для электрооптических модуляторов
Таблица Е.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диэлек- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
триче- |
|
|
Веще |
|
|
|
Длина |
Электрооптические |
Показатель |
ская |
|
|||
Сим- |
прони- |
|
|||||||||
ство |
волны |
коэффициенты |
преломле- |
|
|||||||
метрия |
цае- |
|
|||||||||
|
λ , мкм |
rlk ,10−12 м / В |
|
ния |
|
||||||
|
|
|
|
|
мость |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
εi (ε0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LiIO3 |
6 |
0,633 |
(S )r13 = 4,1 |
(S )r33 = 6,4 |
n0 |
=1,8830 |
|
|
|
||
(S )r41 =1,4 |
(S )r51 = 3,3 |
ne |
=1,7367 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(T )r13 = 9,6 |
(S )r13 = 8,6 |
|
|
(T )ε1 = ε2 |
= |
|
LiNbO3 |
|
|
|
|
(T )r22 = 6,8 |
|
|
(T )ε3 = 32 |
|
||
|
|
|
|
(S )r22 = 3,4 |
|
|
|
||||
(Tc =123 |
|
3m |
0,633 |
(T )r33 = 30,9 |
n0 |
= 2,286 |
(S )ε |
1 = ε2 |
= |
||
|
|
|
|
|
(T )r51 = 32,6 |
(S )r33 = 30,8 |
ne |
= 2,200 |
(S )ε3 = 28 |
|
|
|
|
|
|
|
(S )r51 = 28 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
(T )rc = 21,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(T )r13 = 8,4 |
(S )r13 = 7,5 |
|
|
(T )ε1 = ε2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
(T )ε |
3 = 45 |
|
||
|
|
|
|
|
(T )r33 = 30,5 |
(S )r33 = 33 |
n0 |
= 2,176 |
|
||
LiTaO3 |
|
3m |
0,633 |
(S )ε |
1 = ε2 |
= |
|||||
|
(T )r22 = −0,2 |
(S )r51 = 20 |
ne |
= 2,180 |
|||||||
|
|
|
|
|
(S )ε3 = 43 |
|
|||||
|
|
|
|
|
(T )rc = 22 |
(S )r22 =1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KH 2 PO4 |
|
|
|
|
(T )r41 = 8,77 |
n0 |
=1,5115 |
(T )ε |
1 = ε2 = |
||
(KDP) |
|
|
|
|
(T )ε |
3 = 21 |
|
||||
|
42 m |
0,546 |
(T )r63 =10,3 |
ne |
=1,4698 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(T )r41 = 8 |
n0 |
=1,5074 |
(S )ε |
1 = ε2 |
= |
|
|
|
|
|
0,633 |
(S )ε |
3 = 21 |
|
||||
|
|
|
|
(T )r63 =11 |
ne |
=1,4669 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,39 |
(T )r63 = 9,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(T )n 3 r = 33 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ba0,25 Sr0 |
|
|
|
|
(T )r13 = 67 |
(T )r51 = 42 |
n0 |
= 2,3117 |
ε3 = 3400 |
|
|
(Tc = 395 |
44m |
0,633 |
|
||||||||
(T )r33 =1340 |
(S )rc =1090 |
ne |
= 2,2987 |
(15МГц) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение Ж
Примеры некоторых конструкций ЭОМ
Интегрально оптический модулятор на основе интерферометра Маха-
Цендера
|
|
U |
|
z |
z |
z |
z |
|
|
E |
E |
|
E |
E |
y
x x x x
|
1 |
2 |
4 |
|
|
3 |
|
1 – |
поляризатор; |
|
|
2 – |
прозрачные электроды; |
|
|
3 – |
ЖК; |
|
|
4 – |
анализатор. |
|
|
Общий вид жидкокристаллического модулятора.
98
Схема электрооптического фазового модулятора. Ориентация кристалла и направление главных осей даны для KDP. Оптическая поляризация парал-
лельна электрически индуцированной главной диэлектрической оси x’: 1 – по-
ляризатор; 2 – электрооптический кристалл
Схема типичного электрооптического амплитудного модулятора. Общая раз-
ность хода Г есть сумма постоянной разности хода (ГВ=π/2) в «четвертьволно-
вой» пластине и разности хода, возникающей при распространении волны в электрическом кристалле: 1 – входной поляризатор; 2 – четвертьволновая пла-
стина (Г= π/2); 3 – выходной поляризатор
Учебное издание
Г.Г.Кущ, В.М.Шандаров
Проектирование оптоэлектронных и квантовых приборов и устройств
Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию
Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л.-----.
Тираж 50 экз. Заказ-------.
Отпечатано в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники.
634050, Томск, пр. Ленина, 40. Тел. (3822) 533018.