Регистрация / Вход
Прислать материал

Визуализация акустических волн светом

ФИО: Павлова Е.А.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: доц. Закутайлов Константин Владимирович

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Академическая группа: МПП-11-1

Взаимодействие световых волн с дифракционными решётками образованными акустическими волнами изучает акустооптика. Акустооптическое взаимодействие успешно применяется для анализа параметров упругих волн и изучения оптических и упругих свойств различных материалов, таких как, жидкости, изотропные и анизотропные твёрдые среды.

При возбуждении стоячей упругой волны в материалах с невысокими коэффициентами затухания и освещения материала монохроматическим световым потоком возможно наблюдение сложной дифракционной картины, которая возникает на множественных отраженных от границ материала акустических волнах, называемой картиной или диаграммой Шеффера–Бергмена.

Рисунок 1 – Диаграмма Шеффера–Бергмена в плоскости ZY для кристалла ниобата лития.

Анализируя полученную картину на длине волны 532 нм можно в центре наблюдать нулевой дифракционный порядок света. Фюс и Лудлоф показали, что внутренняя дифракционная картина 1 обусловлена дифракцией на продольной акустической волне, имеющей большую скорость в ниобате лития это около 6000 м/с. Внешние дифракционные картины 2 и 3 обусловлены акустооптическим взаимодействием света с квазисдвиговыми акустическими волнами, имеющими скорость примерно в два раза меньше чем продольная волна. Направление 4 характеризуется равенством скоростей квазисдвиговых волн с различной поляризацией и называется акустической осью. Расстояние от нулевого дифракционного максимума до точки дифракционной картины в различном направлении определяет скорость акустической волны, и следовательно величину действующего коэффициента упругой жесткости. Для оценки величины упругой жесткости необходимо знать длину волны света, расстояние от образца до экрана, на котором наблюдается дифракционная картина, и частоту упругой акустической волны.

Применение данного метода при исследовании поляризационных характеристик картины Шеффера–Бергмена позволяет оценивать относительные значения фотоупругих характеристик исследуемого материала.