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声学材料_图文_百度文库

作者:天天棋牌游戏大厅时间:2020-08-24 06:31

  声学材料_材料科学_工程科技_专业资料。2011应用化学 王孝天 201141320 声学材料之声光 材料 声光材料 ? 1 声光材料的发展史 ? 2 声光材料的简介 ? 3 声光材料的分类 ? 4 性能及影响因素 ? 5 应用领

  2011应用化学 王孝天 201141320 声学材料之声光 材料 声光材料 ? 1 声光材料的发展史 ? 2 声光材料的简介 ? 3 声光材料的分类 ? 4 性能及影响因素 ? 5 应用领域 ? 6 展望及研发 1声光材料的发展史 ? ? ? ? ? 1922年,L.N.布里渊在理论上预言了声光衍射。 1932年 P.J.W.德拜和F.W.席尔斯以及R.卢卡斯和 P.比夸特分别观察到了声光衍射现象。 1966年到1976年期间,声光衍射理论、新声光材 料及高性能声光器件的设计和制造工艺都得到迅 速发展。 1970年,实现了声表面波对导光波的声光衍射, 并研制成功表面(或薄膜)声光器件。 1976年后,随着声光技术的发展,声光信号处理 已成为光信号处理的一个分支。 2声光材料的简介 ? ? 声光材料是具有声光效 应的材料。 超声波引起介质的局部 弹性应变,随时间和空 间作周期性变化,介质出 现疏密相间的现象,如 同一个相位光栅,当光 通过这种状态的介质时 就会发生衍射现象,这种 现象就是声光效应。 3声光材料的分类 液态 固态 水 玻璃 晶体 声光材料的分类 ? ? ? 声光材料有 液态和固态。 水是很好的声光互作用介质。其他液态材料因 对声波和热的作用易于产生骚动而不能保持稳 定的光学性能和声衰减过大没有使用意义。 固态材料包括玻璃和晶体两类,是目前使用较 多的声光材料。 3.1声光玻璃材料的优点 ? ? ? ? ? ? 玻璃是最常用的声光介质材料。玻璃介质具有某 些突出的优点: (1)易于批量生产,易得形状各异的大尺寸块体; (2)退火后, 其光学均匀性良好, 光损耗小; (3)易于加工; (4)价格低廉。 价格低廉是玻璃被广泛地用作声光介质的最主要 原因之一。 3.2声光晶体材料 ? ? ? 单晶介质是应用最多的声光材料,声衰减系数 小,适宜用来制造频率高于100MHz的高效率 声光器件。 各向异性使单晶材料选择声模和光模的最佳组 合来获得独特声光性能。 晶体生长技术相当复杂,难于获得实用的大晶 体,生产成本高,研究周期长,耗资大。 声光晶体材料种类 ? 其中常用的声光晶体材料为:Te02、PbMo04、 GaP、LiNbO3、Tl3AsS4、Tl3AsSe4、Ge和 GaAs。而前两种尤为重要,下面详细介绍。 二氧化碲(Te02)声光晶体材料 ? 二氧化碲单晶属四 方晶系,点群为 422,空间群为P4, 2,2,具有变形金 红石结构。单晶具 有压电、声学和光 学等多种性能。 二氧化碲(Te02)晶体 4性能及影响因素 ? ? ? ? ? ? 一种优良的声光材料,须具备下列条件: 1)在使用光波范围内有良好的光学质量和透 明度; 2) 容易获得大的尺寸,化学稳定好、机械强 度高; 3) 光学和声学衰减低; 4) 声速的温度系数低; 5) 声光优值高。 5· 声光材料的应用领域 ? ? 声光材料主要应用在以下几个方面:声光调制器, 声光 偏转器,声光滤波器 声光器件在信息方面也有重要应用,如脉冲压缩、光学 相关器和射频频谱分析等。 ? 声光调制器,改变超 声波的强度便可改变 经声光材料衍射的衍 射光束强度。从而实 现对衍射光的强度调 制。 光纤耦合声光调制器 ? 声光偏转器,改变声 波的驱动频率便可改 变衍射光束的方向, 用这一原理可制成高 速偏转光束的声光偏 转器。 声光偏转器 ? 声光滤波器,声光衍 射原理在许多方面与 透射型衍射光栅相似, 而声光光栅常数可以 用电控改变,完全有 可能制成电子调谐分 光计。 声光可调滤波器 6展望及研发 ? ? 在过去的多年的时间里,由于许多介质材料 的声光性能不断提高和新声光介质的出现, 促使声光器件的性能取得了很大的提高,并 为人们广泛利用。 声光器件性能的进一步提高,并扩大其应用 范围,除了有赖于设计原理进一步改进外, 还有赖于现有声光介质材料性能的进一步改 善及新声光材料的开发应用。 谢谢!

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