THE ANGULAR SPREAD OF THE DEFLECTED SAW BEAM DIFFRACTED BY BRAGG GRATING

In this paper,the angular spread of the SAW beam diffracted by Bragg grating,denoted by δθ_1 ,is ana-lysed based on the equations of the deflection angle and the deflection effciency.A parameterδθ_B is de-fined to refer to"Bragg angular spectrum width"of the grating.The importance of this parameter in dis-tinguishing the angular spread range of the deflected beam for different regimes is discussed as well.It isshow from the analysis that if the spread angle of the incident beam labelled with δθ_(inc)is large thanthe"Bragg witdth of the angular spectrum"of the grating,the spread angle δθ_1 of the deflected beamwill equal to δθ_B;but if the angular divergence of the incident beam is less than δθ_B,thenδθ_1 =δθ_(inc)Experimentally,four kinds of samples with different configurations are investigated by optical method,two of which operate in the regime of δθ_(inc)<<δθ_B and the others correspond to the case in the regime ofδθ_(inc)>>δθ_B.The widths of the angular spread of the inciden     

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：     

非相干光纤组束激光的光束质量分析

为了提高非相干光纤组束激光的光束质量,对影响光束质量的诸参数进行了分析。理论分析和数值计算结果表明,离焦量ε、透镜焦距f、组束阵列宽度W以及由光栅引入的角偏移θ_B是影响组束激光光束质量的重要因素。提出了一种采用双光栅组束结构抑制角偏移θ_B的方法。该结构仅适用于远场发散角θ_0与θ_B量级相当的情况。     

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：     

声表面波垂直入射于声栅时的衍射

本文分析了声表面波垂直入射于声栅时的衍射现象。理论上,应用唯象理论分析了声表面波垂直入射于声栅时,在“薄栅”和“厚栅”条件下的衍射特性。实验上,我们用光学法观察和测量了相应于“薄栅”和“厚栅”两种条件下的声栅衍射现象,得到了一些有意义的结果。例如,衍射声场近场的强度分布、正一级和负一级声的干涉场的强度分布,声栅内及透射后近场的声波波阵面等。还测量了各级衍射声波传播角度随频率而变化的情形,测量了零级和一级衍射声强度随频率而变化的情形。最后,将上述实验结果与应用唯象方法所分析的结果作了比较。     

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。     

基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器

设计了一种多芯光纤Bragg光栅曲率传感器,并采用匹配滤波技术实现曲率解调。多芯光纤Bragg光栅曲率传感器是通过在多芯光纤的两个中心对称纤芯中写入Bragg光栅实现的。两个光纤Bragg光栅具有相似的反射谱和中心波长,当多芯光纤发生弯曲时,两个光纤Bragg光栅的反射谱叠加区域将发生改变。将两个光纤Bragg光栅构造成匹配滤波模式,则两个光纤Bragg光栅反射谱的叠加区域面积决定了输出信号的光强,而叠加区域的面积与光纤曲率有关。因此,通过测量匹配滤波信号的功率可以实现曲率解调。结果表明,匹配滤波技术能有效解调多芯光纤Bragg光栅曲率传感器,最大曲率解调灵敏度为0.78mW·m~(-1)。此外,测量了多芯光纤Bragg光栅曲率传感器在不同轴向应变和环境温度下的解调性能,结果表明,该曲率解调系统具有很强的抵抗外界环境波动的能力。     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 4期试题解答1 )用橡皮泥固定一小段漆包线的两端 ,打开激光器 ,并对准漆包线 ,观测远处 (比如墙壁或隔板上 )的衍射条纹。用卷尺测量衍射条纹间距以及漆包线到墙壁的距离Ｌ。由衍射公式计算漆包线直径ｂ(若不用衍射法 ,可用千分尺测量ｂ) .设衍射图像第ｋ级暗纹到中心的角宽度为Δθ,有Δθ=ｋλｂ　　实际上 ,若测量± 1级暗纹 (即中央主极大的角宽度 )之间的距离ａ(图 1 ) ,则ａＬ =2 λｂ　　这时漆包线的直径减去漆膜厚度ｔ的 2倍 ,得到导电芯线的直径ｄ =ｂ -2ｔ。图 1　漆包线衍射示意图2 )连接电路如图 2 ,将单刀双掷开关分别连接…     

Sinc切趾布拉格光栅谱合成特性

 谱合成是获得高功率激光输出的有效方法。反射布拉格光栅衍射旁瓣是影响谱合成效率的主要因素。建立了sinc切趾布拉格光栅谱合成理论模型,采用传输矩阵法,分析了光栅参数对切趾光栅衍射特性的影响,以及入射光束光谱宽度和发散角对谱合成效率的影响。计算结果表明：sinc切趾布拉格光栅可有效抑制衍射旁瓣的影响,其一级衍射旁瓣和二级衍射旁瓣的峰值分别由62%和36%下降为0.57%和0.12%。通过优化光栅参数,利用sinc切趾布拉格光栅可实现窄光谱间距、高谱合成效率的多光束谱合成。切趾后,在10 nm的带宽内,参与谱合成光束的数目由7束增加为25束。对于波长为1 064 nm和1 064.4 nm的两束光谱合成,当入射光束光谱宽度小于0.15 nm,且发散角小于0.8 mrad时,谱合成效率达90%以上。     

用微波超声使光激射器的输出移频

当平行光束与声行波(声子束)成Bragg角时,有一部分光被衍射或散射为次级光束。次级光束的频率向上或向下移动v_1,v_1为声的频率。Cummins等曾将本效应用于光的单边带调制及移频,用的是液体中30兆赫的声波。     

采用WDM技术的光纤Bragg光栅传感网络

采用绝对测量原理的波长调制技术,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构.分析表明,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜.利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱,其中,光源是宽带为～40nm的掺饵光纤放大器.当网络中的光纤Bragg光栅受扰动后,受扰光栅的反射谱发生相应的变化,即Bragg波长发生相应的偏移.结果表明,当事先确定了光纤光栅的波长调制范围,反射的峰值波长能反应光纤光栅传感网络的信息.值得注意的是～3nm的波长调制范围可满足～100℃和～2000με的参量测量.     

基于硅基超表面的高效率大角度光束偏转

提出一种由石英和硅纳米束构成的周期性超表面结构.利用相位分布呈周期性梯度变化的特点,可实现垂直入射光的特定角度偏转,偏转角度可通过改变硅纳米束宽度和周期进行调节.仿真结果表明,当偏转角度在±45°范围内,偏转效率超过60％,远场发散角为3°左右.所提结构简单,结合可调激光器、波分复用器组成光束扫描装置并通过改变波长可实...     

一种“闪烁型”IDT阵列声束偏转器

本文提出了一种类比于光学中“闪烁光栅”的声表面波叉指换能器的陈列结构。讨论了由该阵列激励的一级声束(主偏转声束)的相对强度与阵列诸参数的关系。讨论了该声束的相对强度随声频而变化的规律(频率响应)。理论分析与实验结果表明:对本文所述的具体阵列结构说来,主偏转声束的相对强度,在声频变化一个倍频程范围内,达65％以上,而其起伏小于3dB。本文所得到的一些基本规律,适用于阶梯形叉指换能器阵列所构成的声束偏转结构。     

分体插接式光纤光栅应变片设计与实现

提出一种适合作为二次变换元件使用的通用型应变传感预制结构——光纤光栅应变片.它以裸Bragg光栅为研究对象,采用分体式设计方法把敏感光栅与连接光纤分别封装于独立的基体中,并通过两个基体相互之间的插入实现了Bragg光栅与测量光路的机械连接.理论分析和实验研究表明:光纤光栅应变片具有与Bragg光栅相同的反射谱,其测量线性度好,灵敏度高,温度误差则随被测试件性质不同而变化,当试件材料与基底材料一致时,温度误差可以忽略.     

光纤Bragg光栅应变测量中啁啾特性的研究

用光纤Bragg光栅进行应变（静态、动态）测量时,由于光栅轴向各部分受到的应变不同,因而产生布喇格中心波长漂移量发生变化.实际测量中往往忽略此扰动对光纤光栅反射谱中心波长的影响,则必然带来测量误差.采用耦合模理论,分析并研究了Bragg光栅受轴向线性应变、高次应变和非线性周期应变波等情况下的啁啾特性.根据各自啁啾特性的不同,给出了对光纤光栅反射谱中心的影响,以及测量各种应变时的测量条件和范围.     

DLA光源质量对光栅-外腔谱合成系统光束质量的影响

在二极管激光阵列(DLA)光栅-外腔谱合成系统中,由于DLA存在子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素的综合作用,将导致合成光束的光束质量降低。综合考虑DLA子单元光束发散角、“smile”效应等因素对谱合成系统中光束传输特性的影响,建立了DLA光栅-外腔谱合成系统的光传输模型,进而对谱合成系统中DLA子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素对合成光束的光束质量影响进行了定量分析。结果表明,DLA光源质量会明显影响合成光束的光束质量：DLA子单元光束发散角和“smile”效应引入的指向性偏差越大,合成光束的光束质量就越差;“smile”效应引入的位置偏差在合束方向上对合成光束的光束质量没有影响,而在非合束方向上引入的位置偏差将会明显降低合成光束的光束质量。在实际工作应用中,需要采取措施提高DLA光源质量,以减小对合成光束的光束质量影响。     

纤维光学 光纤参数测试

TN252006054333光纤Bragg光栅应变测量中啁啾特性的研究=Study onchirp characteristic in strain measurement by fiber Bragggrating[刊,中]/童凯(燕山大学电气工程学院.河北,秦皇岛(066004)),李志全…//光子学报.—2006,35(6).—877-880用光纤Bragg光栅进行应变(静态、动态)测量时,由于光栅轴向各部分受到的应变不同,因而产生布喇格中心波长漂移量发生变化。实际测量中往往忽略此扰动对光纤光栅反射谱中心波长的影响,因此必然带来测量误差。采用耦合模理论,分析并研究了Bragg光栅受轴向线性应变、高次应变和非线性周期应变波等情况下…     

基于级联体光栅的光纤激光阵列谱组束

提出了一种基于级联体光栅(VBG)的谱组束方案,组柬阵元数可随级联体光栅的数目倍增.给出了一个双光栅级联谱组束系统实例,将组束阵元按波长分为两组,利用具有相应波长选择性的体光栅分别对它们进行组束,由于两个级联体光栅的角度选择性互不重叠,所有光束经第二个体光栅后都沿其布拉格(Bragg)角方向出射,实现近场和远场的功宰叠加.为保证各光束传播方向的一致性,采用严格耦合波理论推导出了准确计算光束入射角的解析式.数值计算结果表明各光束的平均衍射效率优于80%,在入射角偏离理论值不超过±5'(≈2.424×10-5rad)的条件下组束光中所有光束的传播方向偏差小于4×10-7rad.     

小瓣数贝塞尔声束的二次谐波

采用高斯展开法,研究了具有三个瓣的小瓣数贝塞尔声束的基波和二次谐波的传播性质.根据准线性近似下Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov方程的积分形式解,分析了媒质的声吸收(声衰减)对波束形状的影响.结果表明:吸收参量对二次谐波径向分布有很大的影响.当瓣数较少时,实际的有限孔径贝塞尔声束二次谐波仍然具有理想无限大孔径贝塞尔声束的主要特征,在近场无衍射区,径向几乎无衍射. 关键词： 二次谐波 贝塞尔声束 声吸收 有限孔径声束