声光器件的原理、设计和应用PDF电子书下载

序言 1

第一章 晶体光学和晶体声学，钼酸铅和氧化碲的光学和声学性质 1

1.1 晶体光学基本方程及其平面波解，折射率曲面和折射率椭球 1

1.2 单轴晶体的本征模和折射率曲面 7

1.3 旋光性晶体的本征模和折射率曲面 9

1.4 钼酸铅和氧化碲的光学性质 16

1.5 晶体声学的基本方程及其平面波解 18

1.6 氧化碲和钼酸铅的声学性质 23

第二章 声光互作用，正常和反常布拉格衍射 31

2.1 声光效应，声光系数矩阵和声致非线性极化率 32

2.2 点群对称性对声光系数矩阵独立元素数目的限制，钼酸铅和氧化碲声光器件的工作模式 35

2.3 参量互作用，耦合波方程的一般形式，动量失配△km 43

2.4 耦合波方程的解，声光互作用的衍射效率 50

2.4.1 正常声光互作用的衍射效率 50

2.4.2 反常布拉格衍射的衍射效率 55

2.5 布拉格衍射的几何关系和衍射效率，声光器件的工作原理 56

2.5.1 正常布拉格衍射的几何关系，布拉格方程，正常声光偏转器 57

2.5.2 反常布拉格衍射的几何关系，狄克逊方程，反常声光偏转器 59

2.5.3 布拉格衍射的衍射效率，声光调制器 63

2.6 位相失配δm3声光互作用的带宽问题 67

第三章 正常布拉格衍射器件的设计和布拉格带宽 73

3.1 声光偏转器的主要指标和设计方法 74

3.2 单片结构声光偏转器的布拉格带宽 77

3.3 超声跟踪，多片结构声光偏转器的布拉格带宽 81

3.3.1 平面结构一级超声跟踪 82

3.3.2 阶梯结构一级超声跟踪 91

3.4 声光调制器的主要指标和设计方法 97

3.5 多功能声光器件和多频运用声光器件的设计方法 105

第四章 反常布拉格衍射器件的设计和布拉带宽 112

4.1 氧化碲声光器件的特点，氧化碲声光偏转器的几何关系 112

4.2 沿轴型和离轴型氧化碲偏转器的比较，离轴角θ？的确定 118

4.3 离轴型氧化碲偏转器的设计和布拉格带宽，氧化碲偏转器的扫描线性问题 124

4.4 可调谐滤光器的主要指标和设计方法 134

4.4.1 同向声光互作用的可调谐滤光器 136

4.4.2 非同向声光互作用的可调谐滤光器 141

5.1 厚度驱动模式压电换能器的玛森等效电路 153

第五章 压电换能器的设计和换能器带宽 153

5.1.1 准静电场近似，压电效应的基本方程 154

5.1.2 压电换能器的网络矩阵，厚度驱动模式的玛森等效电路 156

5.2 计算声光器件中压电换能器电输入阻抗和换能器频率响应的理论方法 166

5.3 声光器件中压电换能器的特性和一般公式 180

5.4 36°Y切LN/PM和X切LN/TeO2声光器件镀层厚度的确定，换能器带宽和电输入阻抗的计算 190

5.4.1 36°Y切LN/PM声光器件 191

5.4.2 X切LN/TeO2声光器件 195

5.5 声光器件中压电换能器的设计、关键工艺和性能测试 205

第六章 表面波声光器件 213

6.1 平面光波导中导光波的解法和特性 213

6.2 表面声波的解法和特性 224

6.2.1 表面声波的基本方程和解法 224

6.2.2 各向同性介质中的表面声波 230

6.2.3 各向异性和压电效应对表面声波特性的影响 236

6.3 表面波声光互作用 242

6.4 叉指换能器及其频率响应 254

6.5 表面波声光器件的设计和带宽问题 269

第七章 声光器件的应用 281

7.1 声光偏转器和调制器的工作方式，实际工作时的光学系统 282

7.2 声光器件在激光显示，激光记录和计算机输出设备中的应用 287

7.3 声光器件在激光器谐振腔内的应用，可控输出功率激光器，声光调Q，锁模和腔倒空技术 294

7.4 声光器件在光信号处理中的应用 300

7.5 声光器件的其它应用 311

附录 321

A. 以简化下标表出的各物理量的坐标变换规则 321

B. 点群对称性对系数矩阵的限制32点群的独立对称操作 326

C. 各晶类的声光系数、弹性劲度系数、压电系数和介电系数矩阵 330

D. 重要声光互作用介质的性质和特征长度Lo 337

E. 重要压电材料的性质和换能器设计数据 343

F. 重要电极层材料和键合层材料的声学性质 347

G. 布拉格衍射耦合波方程的直接推导 349

H. 可分辨判据和光束发散角△φ 352

I. 窄带压电换能器的频率特性和R，L，C网络表示 355

J. 叉指换能器电输入导纳和传输系数的计算 359