|
|
物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板
實(shí)驗(yàn)原理：若有一超聲波通過(guò)某種均勻介質(zhì)，介質(zhì)材料在外力作用下發(fā)生形變，分子間因相互作用力發(fā)生改變而產(chǎn)生相對(duì)位移，將引起介質(zhì)內(nèi)部密度的起伏或周期性變化，密度大的地方折射率大，密度小的地方折射率小，即介質(zhì)折射率發(fā)生周期性改變。這種由于外力作用而引起折射率變化的現(xiàn)象稱(chēng)為彈光效應(yīng)。彈光效應(yīng)存在于一切物態(tài)。如上所述，當(dāng)聲波通過(guò)介質(zhì)傳播時(shí)，介質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生和聲波信號(hào)相應(yīng)的、隨時(shí)間和空間周期性變化。這部分受擾動(dòng)的介質(zhì)等效為一個(gè)“相位光柵”。其光柵常數(shù)就是聲波波長(zhǎng)λs，這種光柵稱(chēng)為超聲光柵。聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，有行波和駐波兩種形式。特點(diǎn)是行波形成的超聲光柵的柵面在空間是移動(dòng)的，而駐波場(chǎng)形成的超聲光柵的柵面是駐立不動(dòng)的。
當(dāng)超聲波傳播到聲光晶體時(shí)，它由一端傳向另一端。到達(dá)另一端時(shí)，如果遇到吸聲物質(zhì)，超聲波將被吸聲物質(zhì)吸收，而在聲光晶體中形成行波。由于機(jī)械波的壓縮和伸長(zhǎng)作用，則在聲光晶體中形成行波式的疏密相間的構(gòu)造，也就是行波形式的光柵。
當(dāng)超聲波傳播到聲光晶體時(shí)，它由一端傳向另一端。如果遇見(jiàn)反聲物質(zhì)，超聲波將被反聲物質(zhì)反射，在返回途中和入射波疊加而在聲光晶體中形成駐波。由于機(jī)械波壓縮伸長(zhǎng)作用，在聲光晶體中形成駐波形式的疏密相同的構(gòu)造，也就是駐波形式的光柵。聲光效應(yīng)是指光通過(guò)某一受到超聲波擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)發(fā)生衍射的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是光波與介質(zhì)中聲波相互作用的結(jié)果。
1．布拉格聲光調(diào)制
這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是用來(lái)完成利用布拉格衍射進(jìn)行聲光調(diào)制的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，所以下面就著重講一下布拉格聲光調(diào)制。
如果聲波頻率較高，且聲光作用長(zhǎng)度較大，此時(shí)的聲擾動(dòng)
介質(zhì)也不再等效于平面位相光柵，而形成了立體位相光柵。這
時(shí)，相對(duì)聲波方向以一定角度入射的光波，其衍射光在介質(zhì)內(nèi)
相互干涉，使高級(jí)衍射光相互抵消，只出現(xiàn)0級(jí)和±1級(jí)的衍
射光，這就是布拉格聲光衍射，如圖1-1所示，這種衍射形式
效率較高，有利于制成各種實(shí)用器件。
下面從波的干涉加強(qiáng)條件來(lái)推導(dǎo)布拉格方程。為此，可把
聲波通過(guò)的介質(zhì)近似看作許多相距λs的部分反射、部分透射的
鏡面。對(duì)于行波場(chǎng)，這些鏡面將以速度νs沿x方向移動(dòng)(因?yàn)?br />
ωm<<ωc所以在某一瞬間，超聲場(chǎng)可近似看成是靜止的，因而
對(duì)衍射光的分布沒(méi)影響)。對(duì)駐波超聲場(chǎng)則完全是不動(dòng)的。當(dāng)
平面波以θi入射至聲波場(chǎng)，在B、C、E各點(diǎn)處部分反射，產(chǎn)
生衍射光。各衍射光相干增強(qiáng)的條件是它們之間的光程差應(yīng)為
其波長(zhǎng)的整數(shù)倍，或者說(shuō)必須同相位。圖1-2表示在同一鏡面
上的衍射情況，入射光在B、C點(diǎn)的反射光同相位的條件必須
使光程差A(yù)C-BD等于光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍
完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告下載：
1.doc
(219 KB, 下載次數(shù): 5)
2016-12-22 15:57 上傳
點(diǎn)擊文件名下載附件
光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)：
8.doc
(49 KB, 下載次數(shù): 4)
2016-12-22 15:57 上傳
點(diǎn)擊文件名下載附件
|
|
