ИСТИНА

Проведен расчет параметров акустического поля для кристалла парателлурита в приближении заданной внешней силы. Получены распределения интенсивности поля для набора срезов кристалла при его вращении в плоскости XY. Особое внимание уделено необычному поведению пучка при ориентации кристалла вдоль оси X. Акустооптика позволяет управлять свойствами лазерного излучения при помощи звука. Акустооптические ячейки имеют такие преимущества, как малые размеры, небольшие управляющие напряжения, надежность и многофункциональность [1]. Для улучшения характеристик АО-приборов необходимо знать пространственное распределение поля в кристалле. Для исследования зависимости распространения звука от изменения среза образца необходимо использовать методы, позволяющие достаточно быстро рассчитать интенсивность в каждой точке образца. Рассмотрим кристалл, к поверхности которого приклеен пьезопреобразователь. Возбуждаемое поле в кристалле рассматривается как суперпозиция плоских волн [2]. Основная формула для нахождения компонент тензора деформации, тензора напряжения или вектора смещения, характеризующих плоскую волну, выглядит следующим образом: Q ( r r ) = ∫∫ dk x dk y f ( k x , k y ) ∑ 3 Q p (k x , k y ) B p (k x , k y ) exp{ i(kr r r − ωt )} , (1) p=1 где f (k x , k y ) - фурье-компонента действующей на кристалл силы, весовой коэффициент группы волн с r одинаковыми проекциями волнового вектора; B p - веса плоских волн, входящих в группу; r - радиус-вектор; r k - волновой вектор; ω - частота вынуждающей силы; Q p - значение искомой величины для плоской волны с единичной амплитудой. Были проведены вычисления для образцов парателлурита прямоугольной формы, вырезанных под различными углами α в плоскости XY. Сила прикладывалась перпендикулярно грани, содержащей пьезоэлектрический элемент, так что её направление составляло угол α с осью X. Для каждого среза кристалла рассчитано пространственное распределение интенсивности возбуждаемого поля. При значительном отклонении от оси X структура акустического поля представляет собой 2 пучка, соответствующих 2-м возбуждаемым модам (рис. 1 б). Интенсивность каждой зависит от угла среза кристалла. При α = 4° интенсивности примерно равны, что согласуется с экспериментом [3]. При приближении к оси пучки переходят в один с сильной угловой расходимостью. Это явление можно объяснить исходя из особенностей геометрии поверхности медленности для парателлурита. В приведенных обозначениях α - угол между фазовой скоростью пучка и осью X. При α < α крит поверхность медленности сильно искривлена вследствие чего появляется значительная угловая расходимость (рис.1 а). При большом α поверхность хорошо аппроксимируется прямой линией, каждый из пучков расходится слабо и имеет четкие границы (рис.1 б). Поведение поля в исследуемой области зависит и от ширины фурье-образа профиля силы. При уменьшении частоты внешней силы и размеров преобразующего элемента спектр поля расширяется. В результате вместо одного расходящегося пучка появляется три: сильнорасходящийся в центре и прямые по краям (рис. 1 в). Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 12-02-31036 мол_а, РФФИ 12-02-33122 мол_а_вед, РФФИ 12-02-01302-а, РФФИ 12-07-00633-а. 428 а) б) в) рис.1.Структура акустического поля. Размер пьезопреобразователя 6 мм, внешняя сила направлена перпендикулярно грани кристалла, частота силы а) 300 МГц; α = 0° б) 300 МГц; α = 4° в) 50МГц; α = 0° Список публикаций [1] В.И.Балакший, В.Н.Парыгин, Л.Е.Чирков. Физические основы акустооптики, Радио и связь, Москва, 1985. [2] D.J.Vezzetti. JASA, 78(3):1103-1108, 1985. [3] В.Б. Волошинов, О.Ю. Макаров, Н.В. Поликарпова. Письма в ЖТФ, 31(8):79-87, 2005.