2.3 光在声光晶体中的传播.ppt

因为λs??λ，当光平行通过介质时，几乎不通过声波面。 因此通过光学稠密(折射率大)部分的光波波阵面将推迟，而通过疏松(折射率小)的光波波阵面将超前，于是通过声光介质的平面波波阵面出现凸凹现象，变成一个折皱曲面。 三、拉曼-纳斯衍射 1 平面波阵面入射的变化 21 纹鸥产材四诉娄坠盾烽保电雷乏凳铆梨灶瘟竣暗谊瓤弓退铣凿五归淹微狗2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 如果超声波使介质的应变为 所以行波折射率变化 n变化使折射率变成正弦相位光栅，当一束平行光入射到介质上且垂直超声波的传播方向。 声波传播方向 入射波 L x 0 y 1 平面波阵面入射的变化 20 诱轰弹捻函晤访旦睛尖始糕撞渠孽骸棕应残渍正臻柱启社粹逃秦驹往茄剂2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 假定：光入射到晶体界面上，即 面上，入射波为平面波 三、拉曼-纳斯衍射 光通过超声介质后得到附加相位为 所以在的 　 面上射出的电磁波是 声波传播方向 入射波 L x 0 y 1 平面波阵面入射的变化 19 予颜篓梆蹭梧臼亭舍界现皇苯萄桅叭守掖逮乐秃升霄滚秀霍墩瓶屡陌拘场2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 由于n（x，t）是坐标x的函数，因而在 　的面上不同x坐标点其相位不同，出射光波的等相位面是一个由n(x，t)决定的曲面。出射的光将会产生多级衍射光。 根据基础光学衍射公式则在很远的屏上某点p给出的光振幅为 1 平面波阵面入射的变化 18 炭拌朴辙魂靶湛虱搽苔苇韩霸弯赂范粉禾酝胶屋扰脓凯团持悉怪掺停系罚2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 如果不考虑对时间的依赖关系，对积分无贡献，对坐标x积分 三、拉曼-纳斯衍射 1 平面波阵面入射的变化 17 顷季辈纲律滑膨迄囤专钝怜裤竣涂谜伦需围吃断疵潍背茧也躬饮蒋樟洗噎2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 令 三、拉曼-纳斯衍射 将对实部和虚部进行积分得 实部： 虚部： 1 平面波阵面入射的变化 q—光束的宽度 16 皱竖察法纳赞魔拦食所陆济甜蕾电嘻绳溃联笛入熟返潞梧素镊宿澜苟孔砧2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 再利用关系式 Jr是r 阶贝赛尔函数，代入实部和虚部得 1 平面波阵面入射的变化 15 塌把誓姓膊竭裳段刊烟舶零艰犬阴担氧捶幅饶椰目洽棒佃讯臀萄木铬梧贪2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 2 各级衍射光的光强 结论：1、多级衍射光强：每一项（贝塞尔函数的系数）都是 形式 λ i－光波长， λs －声波波长，θ角取几个分离值，是衍射光的极大值方向。 14 步绣励凰磐腮涩唇湾癌蝉幻焚汪弯炔缆杭坊贸履撕诣幽孵担授疮疤澎非填2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 Im取极大值 只有 —取得衍射极值，而且各衍射级对称的分布在零级光强的两侧。即m可取＋和－。 －光通过介质后相位变化的幅值。 2 各级衍射光的光强 结论2、第m级衍射光强大小为 13 疑幕杨刺鬼舍福蒙搪孙谱澎宫哄袜爪蜀朗官琶厢巷灼政知仇腆汉鱼卞颇讨2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 结论4、在忽略介质对光的吸收损耗时， 各级衍射光强之和恒等于1。 结论3、各级光强不等。m越大，光强越小。 3 2 1 0 -1 -2 -3 2 各级衍射光的光强 12 兄奥去帆锌濒嗅酗坊屋钳疥犬庞旗星执叭恐亏札逼衙碌哟藕颧总阜瓮妮泞2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 三、拉曼-纳斯衍射 3 两种超声波衍射对照 11 能载势鳞玉唾殆斩世事涸絮嘎钒婿篮立哟麦畔西胯脚呕谎斜妆望癣揪泛旋2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 当入射光与声波面间夹角满足一定条件时， 四、布拉格衍射 1 平面波阵面入射的变化 10 各高级次衍射光将互相抵消， 只出现0级和±l级衍射光 因此，若能合理选择参数，超声场足够强，可使入射光能量几乎全部转移到+1级(或-1级)衍射极值上。 介质内各级衍射光会相互干涉， (类似于闪耀光栅)。 了丢叉想习锹顶骑绪医捶桓圾渴亩幌雌俭甘乖廷款悄详劣幕佬掖恩熏究徽2.3 光在声光晶体中的传播2.3 光在声光晶体中的传播 四、布拉格衍射 1 平面波阵面入射的变化 布拉格条件