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声光效应的基本理论

2023.1.10

介质折射率

弹性形变所引起的介质折射率变化可以写成::

式中n为介质的折射率,S为介质形变的程度,p为(或弹光)系数(由材料性质决定)。衍射的特性与互作用长度L的大小有关。衍射特征长度的定义为

式中λ=λ0/n为介质中光波波长(λ0为真空中波长),为机械波波长(vs为机械波速,λs为波长)。由上式可见,在短波工作时,L0很小。

喇曼-奈斯衍射

衍射光衍射光

要求的满足条件,相当于平面光栅。此种衍射的特点是:

①对入射光方向无严格要求,一般取垂直入射;

②衍射光有许多级(如上图),第m级衍射光的方向和衍射效率为:

式中Ii为入射光光强;Jm是第m阶贝塞尔函数。当V=1。84弧度时,J1(V)达到最大,并有η=0。339=33。9%,高级衍射的效率更低。

布喇格衍射

要求满足条件L≥2L0,相当于体光栅。此种衍射的特点是:

衍射光衍射光

①只有当入射光方向满足一定条件时,才有显著的衍射;

②衍射光或者只有+1级或者只有-1级(图b),并分别称为±1级布喇格衍射。布喇格衍射只出现一束衍射光,且η可高达100%(V=π时),故在实用上一般都采布喇格衍


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