Стр. 73 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
73
Если вводить обычно используемый акустооптический критерий качества
2 M , то выражение (5.15) можно переписать в виде
A
P M
n
2
10 7
2 a =∆ , (5.16)
где 3
2 6
2
a ρϑ
= pn M.
В кристаллооптических твердых телах, которые в основном используются
в качестве подложек для ОИС, акустооптический эффект обладает явно выра-
женной зависимостью от ориентации, то есть от p . Однако этот эффект срав-
нительно слаб даже для оптимальных случаев подбора материала и ориентации.
Например, при длине волны излучения

А 6328для плавленого кварца величина
2 M составляет см с 3 18 10 51,1− ⋅ , а для 3 LiNbO она составляет см с 3 18 109,6− ⋅ .
Таким образом, из выражения (5.16) следует, что величина n ∆ для этих
материалов имеет порядок 4 10 − даже в случае использования акустического из-
лучения с плотностью мощности 2
100 смВт . Несмотря на столь малую вели-
чину n ∆ , которую можно достичь с помощью акустических волн, полное их
воздействие на пучок света может быть весьма существенным.
Акустооптические модуляторы и переключатели, которые применяются в
ОИС, основаны главным образом на использовании бегущих акустических
волн. Поэтому индуцируемая решеточная структура профиля показателя пре-
ломления материала фактически движется относительно оптического пучка.
Однако такое движение оказывает незначительное воздействие на работу
большинства устройств. Среднее воздействие, связанное с таким движением
решетки, идентично воздействию решетки, находящейся в стационарном со-
стоянии, за исключением того, что спектр m -го порядка дифракции сдвинут по
частоте на величину 0 mf ± , где 0 f – частота акустической волны. Так как зву-
ковые частоты, как правило, на 10 порядков по величине меньше оптических,
то данный эффект вообще ничтожен.
Акустооптические модуляторы могут быть построены на основе взаимо-
действия оптических волн с объемными акустическими волнами, которые про-
ходят через объем среды, либо с поверхностными акустическими волнами
(ПАВ), которые распространяются в приповерхностном слое, равном длине
волны звука. Энергия, переносимая ПАВ, сосредоточивается в приповерхност-
ном слое толщиной порядка длины волны, то есть создается аналог оптического
волновода, но теперь уже для звука. Такая “локализация” акустической волны
очень привлекательна: в интегрально-оптических элементах световой канал
также “локализован” в тонком слое. Концентрация энергии ПАВ внутри слоя,
толщина которого соизмерима с длиной волны света, дает возможность полу-
чать высокую дифракционную эффективность акустооптического взаимодей-
ствия. В связи с этим для интегральной оптики основной интерес представляет