Стр. 72 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

72

готовлен модулятор Маха-Цандера на основе селенида цинка (

ZnSe

), исполь-

зующий диффузионные волноводы, которые образовывали одномодовые

Y

-образные разветвления для получения нужного разделения и объединения

пучков. Работая на волне

63,0

мкм, это устройство позволяло при подаче элек-

трического напряжения

В25

переходить из состояния

%60

-ного пропускания в

состояние ~

%1

-ного пропускания.

Один из главных недостатков всех модуляторов на основе интерферомет-

ра Маха-Цандера, рассмотренных выше, состоит в том, что даже незначитель-

ные изменения параметров при изготовлении приводит к созданию устройства,

которое не находится во

включенном

состоянии при нулевом напряжении. По-

этому требуется тщательный контроль величины приложенного напряжения

как для

выключенного

, так и для

включенного

состояний.

5.5. Основные принципы акустооптического эффекта

Акустооптический эффект заключается в изменении показателя прелом-

ления, вызываемом механическими напряжениями, возникающими при прохо-

ждении упругих акустических волн по материалу. В результате указанных ме-

ханических напряжений возникает периодическое изменение показателя пре-

ломления, причем один период изменения равен длине волны, распространяю-

щейся акустической волне. Рассмотрим два основных типа акустооптических

модуляторов: конфигурации Брэгга и Рамана-Ната, которые отличаются друг от

друга в основном длиной взаимодействия между акустическими и оптическими

волнами.

Механические напряжения в твердом теле приводят к изменению его по-

казателя преломления, который воздействует на фазовую скорость световой

волны, распространяющейся по этой механически напряженной среде. Этот

фотоупругий эффект, как его называют, может быть описан тензором четверто-

го ранга (тензором фотоупругости), который связывает тензор напряжений с

оптической индикатрисой так же, как и электрооптический тензор, который ха-

рактеризует изменения в индикатрисе, производимые электрическим полем.

В случае акустооптического эффекта в материале за счет прохождения

акустических волн возникает механическое напряжение, которое вызывает из-

менение показателя преломления за счет фотоупругого эффекта. Изменение по-

казателя преломления

n

∆

связано с акустической мощностью

a

P

следующим

соотношением:

A

P pn

n

3

7 2 6

2

10

a

ρϑ

=∆

,

(5.15)

где

n

– показатель преломления среды в отсутствии напряжения;

p

– соответ-

ствующий элемент тензора фотоупругости;

a

P

– полная акустическая мощ-

ность;

ρ

– плотность материала;

a

ϑ

– скорость звуковой волны;

A

– площадь

поперечного сечения образца, через которую проходит волна.