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液体中的声光效应及应用研究*①

2012-01-23李武军李诚王晓颖

物理通报 2012年1期
关键词:测量

李武军 李诚 王晓颖

(西安工业大学理学院 陕西 西安 710032)

作者简介:李武军(1970- ),男,硕士,副教授,主要从事物理实验教学研究和激光技术与应用研究.

1 引言

声光效应是指光通过受超声波扰动的介质时发生的衍射现象,该衍射现象本质上是光波与声波相互作用的结果.声波是弹性波,在介质中传播时,会使介质产生相应的弹性形变,从而激起介质中各质点沿声波传播的方向振动,引起介质的密度呈现疏密相间的周期性变化,因此介质的折射率也发生相应的周期性变化.该作用如同在介质中形成了光学的“相位光栅”,因此当光波通过该作用区时会发生衍射,其结果使得衍射光的强度、频率、方向随着超声场的变化而变化[1].由于声场和光场可以同时存在于介质,因此能实现对光波方向偏转、强度的主动控制,也可将各种信号加载到光波上,完成对信息的输运、存储及处理,从而近些年得到了很大发展[2,3].

本文拟通过讨论液体介质中声光相互作用,根据衍射光条纹间距和入射光波长之间的线性关系,采用线性拟合方法提高声速测量值的精确度.

2 声光作用的基本原理

2.1 声光相互作用两种类型的区分

按照超声波频率的高低和介质中声光相互作用长度的不同,声光相互作用分为两种不同参数下的极端情况:拉曼-纳斯衍射和布拉格衍射.实际中出现哪种衍射与声波波长、光束入射角、声光相互作用的距离有关.区分两种衍射类型……

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