• Трубецкой Анатолий Васильевич
  • 1990
  • 22

Анизотропные акустооптические дефлекторы и модуляторы света для систем записи и воспроизведения информации автореферат диссертации для написания диплома, курсовой работы, тема для доклада и реферата

Анизотропные акустооптические дефлекторы и модуляторы света для систем записи и воспроизведения информации - темы дипломов, курсовиков, рефератов и докладов Ознакомиться с текстом работы
Специальность ВАК РФ: 01.04.05 — Оптика
  • Реферун рекомендует следующие темы дипломов:
  • Эффект дополнительного фазового сдвига при акустооптическом взаимодействии
  • Промежуточный режим акустооптического взаимодействия
  • Реферун советует написать курсовую работу на тему:
  • Акустооптическое взаимодействие пучков, имеющих сложную пространственно-временную структуру
  • Плоская световая волна
  • Реферун советует написать реферат на тему:
  • Модуляция в режиме сильного взаимодействия
  • Обратная связь по частоте а) Электрическая и оптическая мультистабильность б) Экспериментальные результаты
  • Реферун предлагает написать доклад на тему:
  • Основные параметры АО СИС и их связь с информацией
  • Преобразование и передача информации акустооптическими фильтрами
  • Математические модели нерегулярных
Поделиться с друзьями:

Выдержки из автореферата диссертации Трубецкой Анатолий Васильевич, 1990, 01.04.05 — Оптика

"рсзрг^;!^

Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется разработке лазерных систем записи и воспроизведения информации, отличающихся высокой скорость*) и плотностью записи данных. Примерами таких систем являются долговременные голог-рафические запоминающие устройства (ГЗУ) большой емкости, скоростные голографические регистраторы (СГР) цифровых данных и лазерные фотопостроители (ЛФЛ) высокоинформативных изображений.

Для управления параметрами световых пучков в указанных системах необходимы акустооптические дефлекторы (АОД) и акусто-оптические модуляторы (АОМ), которые должны удовлетворять ряду специальных требований.

Так, АОД в составе ГЗУ должен выполнять адресацию светового пучка не менее, чем в 32x32 позиции. При этом необходимо обеспечить высокую дифракционную эффективность АОД ^ 50 %, отношение сигнал/фон > 30:1, малый разброс интенсивности световых пучков по позициям ( 4 20 %), и заданные параметры световых пучков в плоскости матрицы голограмм.

В ДФП требуются АОД, выполняющие скоростную генерацию фрагментов высокоинформативных изображений. В отличие от ГЗУ, в ЛФП необходимо обеспечить разрешаюцую способность АОД в пределах от 300 до 2000 позиций.

В СГР необходимы многочастотнье АОМ, выполняющие параллельную амплитудную или фазовую модуляцию множества световых пучков и являющиеся элементами ввода-вывода информации. Причем, в ряде случаев требуются АОМ со встречными акустическими пучками (АОМ ВАЛ), обеспечивающие компенсацию сдвига частоты дифрагированного света. Требуемые характеристики АОМ: количество одновременно генерируемых световых пучков - 32, скорость ввода информации ^ 32 М5ит/сек. Кроме того, к таким АОМ предъявляются требования по величине взаимного влияния модулируемых световых пучков (эффекты кросс-модуляции и интермодуляции при дифракции све'д на многочастотном акустическом пучке).

Для применения в указанных системах наиболее перспективны анизотропные АОД и АОМ, в частности, на кристаллах парателлури-та (ТеС^), использующие аномальную дифракцию света (дифракцию с преобразованием поляризации света). Их преимущество - широкая

полоса акустических частот дифракции света при высокой эффективности дифракции в режиме Брэгга. Однако, известные анизотропные акустооптические ячейки (АОЯ) несимметричного (неаксиального) типа на ТеО^ рассчитаны только на длину волны Не -Мб лазера (0,63мкм) и, главное,не удовлетворяют комплексу функциональных, системных и других требований сформулированному выше. Это связано с недостаточной изученностью ряда практически важных режимов и уловий дифракции света на звуке в анизотропных сре^ дах. В частности, не изучен режим аномальной дифракции света на множестве акустических волн с различными частотами, не определены оптимальные условия дифракции света на звуке в одноосных оптических активных кристаллах для случая встречных акустических пучков и для случая различных длин волн света, не исследованы условия и способы повышения разрешающей способности АОД.

Поэтояу, теыа диссертации, направленная на решение указанных вопросов яачяется актуальной.

Цель работы - исследование специальных режимов и условий дифракции света на звуке в анизотропных средах и разработка (на основе полученных результатов) анизотропных АОД и АОМ с новыми возможностями и существенно улучшенными характеристиками для систем записи и воспроизведения информации.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) теоретически и экспериментально исследовать особенности аномальной дафракции света на множестве акустических волн с разными частотами в анизотропной среде и, исходя из полученных результатов, провести расчет и оптимизацию основных параметров шогочастотнкх АОМ.

2) разработать инженерную методику расчета на ЭВМ характерных углов и частот аномальной дифракции света на звуке в одноосных оптически активных кристаллах с целью разработки анизотропных АОЯ на ТеС^ для различных длин волн света.

3) предложить и исследовать геометрию взаимодействия света с двумя встречными акустическими пучками, пригодную для использования в АОМ ВАЛ.

4) исследовать аберрации анаморфотных призменных оптических систем высокоразрешаюцих АОД и предложить системы с исправленными аберрациям и повышенным коэффициентом анаморфозы.

5) разработать принципы повышения разрешающей способности АОД за счет каскадирования нескольких анизотропных АОЯ.

6) создать образцы анизотропных АОД несимметричного типа на ТеОг? для различных длин волн света, анизотропных шюгочас-готных АОЫ и АОМ ВАП на ТеО^, АОД с повышенным разрешением, удовлетворяющие требованиям ГЗУ, ЛФП и СГР,

Научная новизна. В работе впервые определены зависимости основных характеристик многочастотных анизотропных АОМ - дифракционной эффективности, коаффлциента кросс-модуллции, отношений сигнал/интермодуляционный фон 2-го и 3-го порядков от параметров геометрии акустооптического взаимодействия и ремима работы АОМ, а также предложены методики уточненного расчета характерных углов и частот аномальной широкополосной дифракции света на акустической волне, выбора и расчета геометрии широкополосного взаимодействия света со встречными акустическими волнами в одноосных оптически активных кристаллах, исправления аберраций позиционирования световых пучков в призменных оптических системах АОД. Кроме того, предложены и разработаны новые элементы акустооптическях систем: многочастотные анизотропные АОМ и АОМ ВАП на кристаллах ТеО^, анизотропные АОД несимметричного типа на ТеО^, оптимизированные ка различные длины волн света, каскадные анизотропные АОД с пошпенным разрешением, призменные оптические системы АОД с исправленными аберрациями.

Практическая значимость. Результата исследований доведены до уровня инженерных методик: а) оптимизации геометрии взаимодействия волн, характеристик л режимов работы кногочастотньпс АОМ, АОМ ВАП и АОД на одноосных оптически активных кристаллах, ¿/расчета и проектирования анаморфотных призменных оптических систем АОД с исправленными аберрациями и каскадных оптических систем анизотропных АОД с повшенным разреаением.

На основе полученных результатов созданы и апробированы образцы анизотропных АОД несимметричного типа для различных длин волн света, анизотропных АОМ ВАП и многочастотных АОМ на кристаллах ТеО^, которые удовлетворяет комплексу требований систем записи и воспроизведения информации.

Полученные в работе результаты могут быть использованы также при создании анизотропных АОД и АОМ не только на ТеО^, но и

на других одноосных кристаллах.

На защиту вгшосятся:

1) Результаты теоретического и-экспериментального исследования аномальной дифракции света на ыно&естве акустических волн с разными частота!® (позволяют определять для анизотропных АОМ с кногочастотнкы управлением величины дифракционной эффективности, коэффициента кросс-ыодуляции, отновения сигнал/ интермодуляционный фон и выбирать оптимальные характеристики

н режим работы таких АОМ).

2) Методика инженерного расчета на ЭВМ характерных углов и частот аномальной дифракции света на звуке в одноосных оптически активных кристаллах (по сравнению с известной, предла-гаеыая методика обеспечивает более точные результаты, особенно, для коротких длин волн света).

3) Предложенная геометрия внеосевого акустооптического взаимодействия для А(Ж ВАЛ на одноосных оптически активных кристаллах ( позволяет рваяизоьать широкополосную дифракцию света на двух встречных акустических пучках с возможностью перестройки средней акустической частоты дифракции света). Аналитические выражения для расчета характерных углов и частот в АОМ ВАП и угла поляризации света.

4) Методика уменьшения аберраций позиционирования световых пучков в ананорфотннх призменных оптических системах АОД.

5) Способ повышения разрешающей способности АОД за счет каскадирования анизотропных АОЯ и поляризационных призм.

Внедрение результатов исследований. Результаты работы использованы в ИАиЭ СЮ АН СССР при разработке новых информационных технологий. Они позволили подтвердить возможность создания ГЗУ (емкость Ю^-Ю12 бит), ЛФП (разрешение 105хЮ5 элементов) и СГР (скорость записи дагшых - 64 Мбит/сек). Кроме того, результаты исследований кашли практическое применение на предприятии п/я В-9552 и Куйбышевском филиале ФИ АН СССР.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 1-й Всесоюзной конференции по радиооптике (г. Фрунзе, 1981 г.), 5-й Всесоюзной школе по оптической обработке информации ((г. Киев, 1934 г.), 2-й Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развития радиооптики" (г. Тбилиси, 1935 г.) и 3-й Всесоюзной конференции по вычислительной оптоэлектронике "Проб- 6 -

леыы оптической памяти" ( г. Ереван, 1987 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 статей и докладов, получено авторское свидетельство.

Структура и объем диссортации. Диссертация состоит из предисловия, введения, четырех глав, заключения, списка литературы, и приложений I и 2. Основной текст работы изложен на 153 страницах, рисунки и таблицы занимают 26 страниц, список литературы (104 наименований) - 12 страниц.

Основные научные результаты опубликованы в схедупцих работах:

1) Трубецкой A.B. Многочастотное акустооптичесхое взаимодействие в анизотропной среде. //Автометрия. - I9B7. - № 2. -с. 43-52.

2) Трубецкой A.B., Шипов П.М. Исследований акустооптичес-ких дефлекторов - модуляторов на кристаллах пзрателлурита в режиме многочастотного управления. - В кн.: 3 Всесоюзная конференция по вычислительной оптоэлентроннке "Проблемы оптической памяти", Ереван, 1-3 ноября 1987.: Тезисы докладов. ~ Издательство АН Арм. ССР, Ереван - IÜ87. - с. 147-148.

3) Тигценко Ю.Н., Трубецкой A.B. Некоторые вопросы создания и исследования якустоолтического дефлектора на монокристаллах Те02. //Автометрия. - 1979. - » I. - с. 87-95.

4) Тищенко Ю.Н., Трубецкой A.B. Акустооптические ячейки для. отклонения излучения полупроводникового лазера. //Автометрия. - 1984. - № 3,- с. 103-105.

5) Тарков В.А., Ткпценко Ю.Н., Трубецкой A.B., Шипов П.М. ^кустооптическкР модулятор со встречными акустическими пучками на одноосном оптически активном кристалле. //Автометрия. -1984. - » 3. - с.43-49.

6) Тарков В.А., Тищенко Ю.Н., Трубецкой A.B., Шипев П.М. 1кустооптический модулятор со встречными акустическими пучками для скоростной записи голограмм. - В кн.: Вторая Всесоюзная

научно-техническая конференция "Проблемы развития радиооптики", Тбилиси, 4-6 июня 1985 г.: Тезисы докладов - НТО РЭиС, Москва.

- 1985. - ч.2. - с.211-212.

7) Гибин И.С., Каменев H.H., Тищенко Ю.Н., Трубецкой A.B. Призменные оптические системы двухкоординатных акустооптичес-ких дефлекторов света. //Автометрия. - 1976. - № 6. - с.77-87.

8) A.C. 987565 (СССР) Акустооптическая система отклонения. Тищенко D.H., Трубецкой A.B. - Опубл. в Б.И. - 1983. - № I.

9) Ввдрин JI.B., Вьюхина H.H., Трубецкой A.B. и др. Экспериментальная оптико-электронная (голографическая) система памяти. //Автометрия. - 1980. - № 2. - с. 60-67.

10) Твердохлеб П.Е., Тищенко D.H., Трубецкой A.B. Акусто-оптический дефлектор голограммного запоминающего устройства.

- В кн.: 1-я Всесоюзная конференция по радиооптике, Фрунзе, ФПИ, 1981.: Тезисы докладов. - Фрунзе. - с. 191—192.

11) Лен Е.Ф., Твердохлеб П.Е., Тищенко Ю.Н., Трубецкой A.B. Акустооптический дефлектор голограммного запоминающего устройства. //Оптика и спектроскопия. - 1983. - т. 55, в.1. -с. 148-155.

12) Спектор Б.И., Твердохлеб П.Е., Трубецкой A.B., Щер-баченко A.M. Прецизионное лазерное устройство для синтеза высокоинформативных изображений. - В кн.: 5-я Всесоюзная школа по оптической обработке информации. - Тезисы докладов. - Украинский НИИ НТИ, Киев. - 1984. - с. 345.

13) Спектор Б.И., Твердохлеб П.Е., Трубецкой A.B., ¡Дер— баченко A.M. Лазерная запись высокоинформативных изображений. //Автометрия. - 1985 - № 6. - с. 43-51.

14) Спектор Б.И., Твердохлеб П.Е., Трубецкой A.B., Щер-баченко A.M. Лазерное микрофильмирование на пленках хрома. //Автометрия. - 1988. - № 2. - с. 3-8.

J / '

Поделиться с друзьями: