超聲跟蹤反常聲光器件的優(yōu)化設計研究.pdf

1、本文對基于超聲跟蹤技術的反常聲光器件的優(yōu)化設計開展了系統研究。論文首先綜述了聲光器件及超聲跟蹤技術的原理、發(fā)展歷程及其應用,并對兩種常用的聲光晶體——鈮酸鋰晶體和二氧化碲晶體的光學性質、聲學性質以及聲光性質進行了具體推導和計算,在此基礎上對基于超聲跟蹤技術的反常聲光器件的設計參數進行了優(yōu)化設計研究,主要研究內容包括以下三個方面:(1)不同聲光互作用模式下的鈮酸鋰反常聲光器件的超聲跟蹤特性分析(2)基于階梯換能器結構的反常聲光器件的超聲跟

2、蹤優(yōu)化設計;(3)基于旋轉聲光互作用平面下的反常聲光器件的超聲跟蹤優(yōu)化設計及其特性分析三個部分。
　　論文首先對鈮酸鋰反常聲光器件不同聲光互作用模式下的超聲跟蹤特性進行了系統研究。通過求解晶體的克里斯托弗方程并結合反常聲光互作用幾何關系Dixon方程,在3dB帶寬條件下對器件的設計參數進行了優(yōu)化設計研究。具體得到了不同的聲光工作模式下及換能器片數下器件的設計參數,并確定了器件中心頻率隨入射光角度以及超聲波速的變化規(guī)律。
　　

3、在階梯結構換能器結構的反常聲光器件優(yōu)化設計中,分別對鈮酸鋰和二氧化碲反常聲光器件的超聲跟蹤優(yōu)化設計進行了具體研究。研究結果表明,采用階梯換能器結構相比平面結構換能器可在3dB帶寬內有效提高超聲波的利用率,從而提高聲光器件的性能。同時優(yōu)化結果還表明,器件的中心頻率除隨入射光角度及超聲波速正比變化外,還隨換能器片數的增加而增加。
　　論文最后研究了基于旋轉聲光互作用平面下的超聲跟蹤反常聲光器件的優(yōu)化設計。通過在旋轉坐標后的聲光互作用內