Способ определения амплитуды колебаний показателя преломления среды

(56) У,. Мезон, Р, Тестон.акустика, т. ЧТТ, 1974, Мс322-323. венков, Никитин зическаяир ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД КОЛЕБАНИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СРЕД (57) Изобретение относится к акустике и может быть использовано для определения параметров распространения ультразвуковых волн. Цель изобретения - расширение области использования - достигается эа счет измерения показателя преломления среды при,малых длинах взаимодействия све. та с ультразвуковой волной путем использования для расчета отношения интенсивностей второго и первого ди 5" ракционных порядков. После получения,.ЯО 1465718 А 1 дифракции Романа - Ната при одинаковой интенсивности 1, 2. дифракцион"ных порядков по измеренному отношению интенсивностей дифракционных составляющих второго и первого порядков производится расчет амплитудыколебаний показателя преломлениясреды, в которой распространяетсяультразвуковая волна. Сущность изобретения состоит в расширении возможностей способа измерения амплитудыколебаний показателя преломления среды, в которой распространяется ульт"развуковая волна, за счет использования измерения интенсивностей второго и первого дифракционных поряд- сков, отношение которых некритично кдлине взаимодействия света с ультразвуковой волной. Лазер 1 создает световой поток, который падает на акустооптическуи ячейку 2, в которойвозбуждаются генератором 3 ультразвуковые волны. Лифракционная картинаанализируется при помощи фотоприемфолученного при выполнении условия 35 2 Т п,Ь вп(2) амплитуда колебаний показателя преломления среды;показатель преломления среде дп ды 1интенсивность первой дифракционной составляющей;интенсивность нулевой дифракционной составляющей; длина волны света;длина взаимодействия света с ультразвуковой волной. шение (2) используется для 50 - Рассмотрим в более обДии.взаимодействие ультразвукотОВОй Волн вляющие напряженности элект поля световой волны.Е мопредставлены В виде рядов Соотн мерени щем вид Вой ИС Составическог гут бытьфурье: 146571Изобретение Относится к акустооптике и может быть использовано для ойределения параметров распространеня ультразвуковой волны.Цель изобретения - расширение области применения за счет измерения п казателя преломления среды при мах длинах взаимодействия света с у ьтразвуковой волной путем использ вания для расчета отношения интенс ностей второго и первого дифракОнных порядкоВНа чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа,Устройство содержит лазер 1, работающий в непрерывном одномодовом режиме (ЛГ;52-2) акустооптическуюФ ячейку 2, заполненную дистиллированой водой, генератор 3. синусоидальы колебаний (Г 4-107), генерирующий астоту Г = 10 ИГц, усилитель 43-11) преобразователь 5 ультразвуовых колебаний, выполненный из 36 - 25-среда кристалла ЬЮЬО длиной Ц = 2 см и Фотоприемник 6 (ФЗУ).Амплитуда колебаний показателя реломления среды при распространеии в ней ультразвуковой волны опре еляется из соотношения(4) де г Кг х алый параметр (с (с 1олновой вектор светаууме;роекции волнового веквета К на оси коордиае дифракции Раманаыражение (4) принщае Ч аСистему (6) надо записать для и = = О, 1, 2, 3 и т,д., Поскольку А- Ч", то систему (6) можно оборвать на коэффициенте с достаточно большыми и, Получающаяся система будет однородной, Условием ее разрешимости является равенство нулю детерминанта системы (дисперсионное уравнение). Решая эти уравнения, находим ряд корней х;, а отсюда (см. выражение (5 ряд корней К , Подставляя корни ъ в формулы,для А 1, выражаем их через А а последние находим из граничных условий. Применяемые граничные условия таковы: на границе звукового поля равны нулю вс дифракционные составляющие, кроме ну левой, а последняя равна константе АИнтенсивности нулевой, первой и второй дифракционных составляющих равньг соответственно о о, ю 1= 1 Е,1 = А 2 Чг 1 КоЬ 2- соз - ;(1 О) 20 дпК7ф ф2 иГЭ2 Гл 1частота звуковых колебаний; скорость распространения звуковой волны в среде,где и Ко 30 откуда ап = Устройство длягаемого способа р ализации предлатает следующим де Е лебаний показатеения среды;света;преломления срестота ля преломл- длина волнь- показатель ды;- скорость р ультразвук аспрос оной в анениныа Составитель В. Чулковедактор Л, Огар Техред М,Дидык . Корректор И. Пож Заказ 933/41 Тираж 512 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужг ул. Гагарина, 1 Анализ выражений (7) - (9) показывает, что отношение 1;/1, является критичным к длине взаимодействия Ь света с ультразвуковой волной, в то время как отношение 1 /1, не зависит10 от длины взаимодействия Ь.Таким образом: образом.Выработанные генератором 3 и усиленные усилителем 4 колебания возбуждают преобразователь 5 ультразвука, который создает бегущую ультразвуковую волну в акустооптической ячейке 2, при этом в среде, которой заполнена акустооптическая ячейка, воэникает периодическое изменение показа -теля преломления (Лп), для измерениякоторого излучение лазера 1 направляется вдоль фронта ультразвуковой волны, При этом на выходе акустооптической ячейки наблюдается дифракцияРамана - Ната. фотоприемником 5 измеряется интенсивность первого и второго дифракционных порядков . Способ определения амплитуды колебаний показателя преломления среды, заключающийся в том, что создают ультразвуковую волну в фазе, получают диЪракцво Рамана - Ната при одинаковой интенсивности излучения света плюс и минус первого дифракционных порядков, измеряют интенсивности излучения света в максимумах дифракционных порядков, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения за счет измерения показателя преломления среды при малых длинах взаимодействия света с ультразвуковой волной, измеряют интенсивности 1 и 1, излучения в максимумах второго и первого диракционных порядков, а амплитуду колебаний показателя преломления дп определяют с помощью формулы2