PHYSICAL PRINCIPALS OF ELECTRO-OPTICS AND ACOUSTO-OPTICS

(5th year, 9th term, 32 hours)

Lecturer: Ass. Prof. Voloshinov V.B.

1. INTRODUCTION

Курс знакомит с физическими основами работы современных приборов оптоэлектроники: модуляторов, дефлекторов и перестраиваемых фильтров. Рассматриваются основные положения оптики и акустики анизотропных сред, даются сведения о физических свойствах кристаллов и их описании с помощью тензоров. Подробно рассматривается линейный электрооптический эффект и его проявление в кристаллах различных классов. Обсуждаются особенности применения эффекта в электрооптических приборах, предназначенных для фазовой и амплитудной модуляции света. Рассматривается фотоупругий эффект в одноосных и двуосных кристаллах. Рассказывается об особенностях брэгговского и раман-натовского режимов дифракции света на акустических волнах в стеклах и кристаллах. Обсуждаются особенности применения анизотропной акустооптической дифракции в современной оптоэлектроники для решения задач лазерной физики и оптической обработки информации.

2. THE BASICS OF CRYSTALLOPHYSICS

Скалярные, векторные и тензорные величины. Их использование для описания свойств кристаллов. Влияние симметрии кристаллов на их физические свойства. Кристаллографические классы.

3. OPTICS OF ANISOTROPIC MEDIA

Тензор диэлектрической проницаемости анизотропной среды. Распространение плоских электромагнитных волн в анизотропной среде. Описание оптических свойств кристаллов с помощью индикатрисы. Особенности распространения света в одноосных и двуосных кристаллах.

4. ACOUSTICS OF ANISOTROPIC MEDIA

Тензоры механического напряжения и деформации. Закон Гука. Плоские упругие волны в анизотропной среде. Уравнение Кристоффеля. Типы акустических волн. Снос акустического пучка.

5. ELECTRO-OPTIC EFFECT

Линейный и квадратичный электрооптические эффекты и их феноменологическое описание. Особенности электрооптического эффекта в кристаллах различных классов. Управление параметрами световой волны с помощью электрооптического эффекта. Продольный и поперечный эффекты. Двойной поперечный эффект Поккельса и сдвиг частоты света.

6. APPLICATIONS OF ELECTRO-OPTIC EFFECT FOR LIGHT MODULATION AND CONTROL

Модуляторы с сосредоточенными параметрами, их основные характеристики. СВЧ-модуляторы. Модуляторы с длительным взаимодействием световой и СВЧ-волн. Интегрально-оптические модуляторы. Электрооптические дефлекторы и их характеристики.

7. PHOTOELASTICITY AND ACOUSTOOPTIC EFFECT

Фотоупругий эффект в кристаллах различных классов. Дифракция света на звуке. Режимы акустооптического взаимодействия. Особенности дифракции света на звуке в анизотропной среде. Многолучевое брэгговское рассеяние. Коллинеарное взаимодействие света и звука. Планарное акустооптическое взаимодействие.

8. APPLICATIONS OF ACOUSTO-OPTICS

Модуляторы света на стоячей и бегущей акустической волне. Дефлекторы света с изотропной и анизотропной дифракцией. Акустооптическая фильтрация светового излучения. Коллинеарные и неколлинеарные фильтры. Фильтрация оптических изображений. Считывание изображений. Акустооптические методы регистрации амплитудной и фазовой структуры световых полей. Акустооптические системы обработки радиосигналов: анализаторы спектра, корреляторы и конволверы.

LITERATURE

1. Дж.Най. Физические свойства кристаллов. М., Мир, 1967.

2. А.Ярив, П.Юх. Оптические волны в кристаллах. М., Мир, 1987.

3. Э.Дьелесан, Д.Руайе. Упругие волны в твердых телах. М., Наука, 1982.

4. Е.Р.Мустель, В.Н.Парыгин. Методы модуляции и сканирования света. М., Наука, 1970.

5. В.И.Балакший, В.Н.Парыгин, Л.Е.Чирков. Физические основы акустооптики. М., Радио и связь, 1985.

6. В.Н.Паpыгин, B.И.Балакший. Оптическая обpаботка инфоpмации. М., Изд. Моск. ун-та, 1987.