声表面波在声栅上的Bragg衍射

本工作揭示了声表面波在声栅上的Bragg型衍射效应。应用简正波理论近似处理了在强Bragg条件下,声表面波在声栅上衍射的一些规律:栅阵内简正模式,偏转角和偏转效率与入射声波工作频率和声栅参数的关系。实验上,我们在y切割LiNbO₃压电晶体表面,用金属栅阵构成声栅,用光学法观察了声表面波(Rayleigh波)在上述声栅上的Bragg型衍射现象,并测量了偏转角和偏转效率随工作频率的关系。实验与理论结果比较表明,二者基本上是符合的。 关键词：     

声表面波在声栅上的反常Bragg衍射

本文讨论了在考虑基片各向异性因素时,声表面波在声栅上的Bragg衍射现象。理论分析时,将有关波式和不同模式之间的差别唯象地以它们对应的相速不同来表征之,而不具体讨论这些波式或模式的偏振特性。在分析时,与讨论声-光反常Bragg衍射情形一样采用二波近似,但不借助于引入对应于极化矢量那样的量,而直接由栅区声速分布给出各波式之间的耦合系数。由此而得出的“反常Bragg衍射”公式,与声-光情形下采用极化矢量概念给出的公式一一对应。由这些公式计算的结果,与实验结果良好地符合。 关键词：     

声表面波透过理想化线性调频声栅后的Raman-Nath衍射特性

本文将声表面波声栅上的Raman-Nath衍射现象研究发展到其周期的空间频率为线性变化的声栅情形。在理论上,首先将声栅的调制函数理想化为正弦函数,然后将声栅出射平面上相应区域作为无穷障板上有限孔径内的场分布,采用光学中熟知的Kirchhoff衍射积分公式来求透射区的衍射场。给出了物理概念清晰的分析结果。表明声栅同时起两个作用:一是相当于一个等周期声栅作Raman-Nath衍射;二是对各衍射级声波又同时是具各自不同周期变化率的Fresnel透镜,实验上采用特殊结构叉指换能器来模拟上述理论要求的出射波阵面。实验结果良好地证实了上述理论分析结果。     

声表面波在Bragg声栅上衍射的偏转声束的发散角

本文从声表面波在声栅上的Bragg衍射的偏转角公式和偏转效率公式出发,分析了偏转声束的发散角δθ₁与声栅有关参数的关系。文中定义了声栅Bragg衍射的“Bragg角谱宽度”δθ_B,讨论了该量在判定偏转声束发散角δθ₁时的意义。结果表明:若入射声束的发散角δθ_inc的值大于声栅“Bragg角谱宽度”δθ_B,则偏转声束的发散角δθ₁等于δθ_B;反之若δθ_inc小于δθ_B,则δθ₁=δθ_inc。
实验上,应用观察和测量声-光衍射图案中的各束声对应的衍射光点的宽度的方法,对四种不同结构的样品——其中两种相应于δθ_inc<<δθ_B,另两种相应于δθ_inc>>δθ_B的情形——测量了δθ_inc和δθ₁。结果表明,上述理论分析结果与测量结果是一致的。     

声表面波在线性调频声栅上作Bragg衍射后的聚焦声场

本文应用准周期概念给出声表面波在线性调频声栅上Bragg衍射的透射函数。将一级衍射波的分布作为有限孔径内的已知分布。将求解透射区的一级声束的场分布问题作为求上述有限孔的衍射问题来处理。分析结果表明,对偏转声束来说,在Fresnel区存在一个Fraunhofer平面。线性调频声栅同时起两个作用:它既相当于一个等周期的声束偏转器,同时又是一个Fresnel透镜,在焦平面上的声场分布,是声栅出射平面上偏转声束幅度分布的Fourier变换。分析结果还表明:聚焦声轴随入射声波频率而平行移动。这一现象属首次发现,实验结果证实了上述理论分析预计。 关键词：     

低频声表面波对细激光束的衍射效应

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,实验上观察到反射光所形成的稳定、清晰的激光干涉图样.改变表面声波振幅,进一步发现了干涉图样的调制效应.调制效应明显地表现为干涉条纹的缺级,并且随表面声波振幅变化.依据波动光学原理,分析了调制作用下光束干涉所产生的光强解析分布及条纹特征,得到了干涉条纹角宽度与表面声波之间的解析关系,并据此对表面声波的特性参量波长和振幅及各级条纹相对光强分布规律进行了测定.     

斜入射时孔径衍射旋量理论

利用电磁场的旋量体系方法对斜入射平面波的平面孔径的电磁衍射进行了分析.获得了任意入射情况下孔径的衍射强度公式,并以特例说明与前人的公式是一致的.     

倾斜入射时光栅衍射光谱的实验观察

本文记述了在实验中使用常规仪器观察到的倾斜入射时光栅衍射光谱的各级谱线,以及随入射角增加时,这些谱线发生变化的具体情况,并试图对观察结果作一些浅近的分析和说明。     

锗酸铋声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器

声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器(RAC器件)是一种优良的色散延迟线.它利用声表面波在沟槽栅阵上的反射,形成色散时延,具有时延长、带宽大、寄生信号小、可以内加权、脉冲压缩性能好等特点.制作在锗酸铋材料上的RAC器件除这些特点外,由于声表面波速度比一般材料约低一倍,因而更适于制作小体积、大时延     

声表面波加速度计

以往有人研究了加速度对声表面波振荡器的影响,最近则报道了以此为基础的一个声表面波加速度计.这种加速度值是由直接读到的振荡器频率偏移值换算的,也可以将频率值标成加速度值,直接读数. 这种加速度传感器的结构如图所示.它由两个石     

斜入射声场中无限弹性圆柱的共振、表面波及声散射

本文讨论斜入射声波场中无限长弹性圆柱体的声散射特性与柱体的共振和表面波特性之间的关系。由自由柱的三维简正波解,可求得柱的自由共振频率与相应螺旋表面波的相速度以及螺旋角的关系,进而可求得表面波相速度的频散关系与水中声波入射角的关系,通过与Flax等在有关论文中的结果相比较,表明在倾斜入射条件下,无限弹性柱的共振方式与形函数曲线中极小值的频率基本相符,这一现象与正横入射时的现象相类似。     

斜入射时光栅衍射特性的理论分析及实验研究

在研究倾斜入射衍射光栅时如何测量光谱波长的基础上,给出了衍射光相对于零级衍射光夹角与倾斜入射光入射角的关系,利用最小衍射角法和等效光栅法测量高压汞灯绿光谱波长,定量分析了在常规衍射光栅实验中斜入射对波长测量结果的影响。     

压电晶体表面有限孔径源所产生声表面波的衍射场

到目前为止,声表面波有限孔径叉指换能器产生的衍射场一般是用角谱理论来进行唯象分析的,该标量理论的主要近似是忽略了问题的矢量性质,象在光学中那样,假定波场可以用一个标量来描述。
在本文中,利用我们发展起来的压电晶体中弹性波场表面激发的严格矢量理论,给出了声表面波衍射场的全面严格的表叙。
作为例子,对YZ-LiNbO₃进行了数值计算,所得结果跟角谱理论作了比较讨论。     

超小型声表面波谐振器

传统声表面波谐振器中的指条反射阵占据了器件的大部分尺寸。由于剪切横波(SH wave)在材料基片的自由端面反射时不产生模式转换,因此可望利用自由端面来代替SH型声表面波谐振器中的指条反射阵,实现超小型低损耗的新型声表面波谐振器。本文首先用COM理论对新结构的谐振器进行了讨论,并且在实验上实现了120MHz至440MHz的几个单端谐振器(ST36°石英基片),其插入损耗从0.87dB至1.29dB,面积缩小到传统谐振器的50％至25％。     

声表面波石英温度计

据报道,声表面波器件可用以构成温度传感器. 这种温度传感器的原理如下:如果选择合适的基体材料,在其表面制作声表面波延迟线并与外部放大器组成声表面波振荡器,将延迟线部份密封,即构成一种对温度场很敏感的新型温度传感器,当温度改变时即引起振荡频率的偏移.可见,正确选择基休材料是至关重要的.文献报道JCL和LST两种切割     

斜入射光波的光栅衍射研究

本文分析了斜射光波的光栅衍射特点,并在实验中得以验证。     

低频液体表面波衍射条纹的不对称性

实验上实现了低频液体表面波的光衍射,当表面波波长远大于入射光波波长时,得到了稳定、清晰的衍射图样,并首次发现了衍射条纹具有明显的不对称分布.理论上对表面波衍射的近似条件进行了分析,得出了各级衍射条纹角宽度的解析表达式,解释了衍射条纹的非对称分布.衍射图样的不对称分布具有普遍规律,可观察的明显程度与表面波的波长和光波波长的比值有关,在能观察到衍射效应的条件下,当表面波波长远大于光波波长,非对称分布越明显,当表面波波长远接近光波波长时,衍射条纹可近似的看成是对称分布的.