Способ измерения амплитуды и фазы поверхностной акустической волны Советский патент 1986 года по МПК G01H9/00 

11

Изобретение относится к оптоаку- стнческнм измерениям и может быть ис- г ользопано при измерении амплитуды и фазы поверхностной акустической волны .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем расширения частотного диапазона ,

На чертеже изображено устройство, реализующее способ измерения амплитуды и фазы поверхностной акустической волны.

Устройство содержит оптически связанные лазер 1 и акустооптический модулятор 2 Брзгга, акустически связанный с электроакустическим преобразователем 3, зеркало 4, электрически связанные последовательно соединенные первый 1 нератор 5 и первый излучатель 6 акустических поверхностных волн 3 предназначенный для установки на поверхности образца 7, последовательно соединенные второй генератор 8 и второй излучатель 9 акус тическик поверхностных волн, последовательно соединенные первый смесит&п 10, входы которого соединены с выходами первого и второго генераторов 5 и 8, и первый фильтр t1, последовательно соединенные фотоприемник 12,второй фильтр 13,второй смеситель I4s третий смеситель 15$ третий фильтр Тб и фазометр 17, последовательно соединенные четвертьш фильтр 18, выход которого соединен с выходом фотоприем ннка 12, четвертый смеситель 19 и пятый фильтр 20, выход которого соединен с вторым входом фазометра 17,, третий генератор 21, два выхода которо- .го соединены с двумя вторыми входами третьего и четвертого смесителей 15 и 19, четвертый генератор 22, соединенный с входом электроакустического преобразователя 3.

Устройство, реализующее способ нз- мерения амплитуды и фазы поверхностной акустической волны, работает следующим образом.

С помощью акустооптического модулятора 2 Брэгга разделяют монохрома- тический оптический л, излученный лазером 1, на дифрагированный опор-, ный и недифрагированный пpeд feтньцi лучи при излучении объемных акустических волн электроакустическим преобразователем 3, возбуяодаемым четгзер тым генератором 22.Направляют недифрагированный предметный луч перпен32

дикулярно поверхности образца /, на ггоследней возбуждают исследуемую акустическую поверхностную волну первым излучателем 6 акустических поверхностньи волн 5 направляют отраженный недифрагированный пре,цметный луч на аьсустоопти- ческж модулятор 2 Брэгга. При этом отраженный недифрагированный предметный луч получает фазов то модуляцию

и в -результате (при-условии 2KU 1 ,

I. 21Г где К п- л длина волны света,

и амплитуда исследуемой поверхностной акустической волны, излученной первым излучателем 6 возникают боко

т. е.

вые полосы оптической частоты f, i fa fc, где f,| частота моноi -5 -

о - 6 хроматического оптического луча| д-з

частота исследуемой акустической по- верхностной вопны.изл ченной первьм излучателем 6, fg - частота объемных акустических волн в акустооптическом модуляторе Брэгга,

Дифрагированный опорный луч направляют перпендикулярно на зеркало 4, на поверхности последнего возбуждают опорную акустическую поверхностную волну вторьм излучателем 9 акустических поверхностных волн, Направляют отраженньш дифрагированны11 опорный луч на акустооптический модулятор 2 Брэгга, При этом отраженный дифрагированный опорный луч получает фазо- зуто модуляцию и в результате возникают боковые полосы оптической частоты, т. е, fg -f f i ,где. - частота опорной акустической поверхностной

.

леи 9,

Фотоприемнш ом 12 принимают кол- лине арко-совмещенные дифрагированную часть отраженного недифрагированного предметного луча и недифрагированную часть отраженного дифрагированного опорного , С помощью второго

фильтра 13 вьщеляют ссставляюшую сигнала 3 модулированную опорной акустической поверхностной волной, отраженного дисЬрап-грованного опорного луча разностной частоты (2f - f,) относ.н--ге.)-гьно частоты об ь-амных ак- стиче-- civMy волн 3 акустоопти-ческом нодуля тора 2 Ерэгга, С помогць;о фильтра 18 выпелягот нала, модулированную исследуемой акустической поверхностной волной, отраженного недифрагированного предметного луча разностной частоты (2f f) относительно частоты объемных акус3

тических волн в акустооптическом модуляторе Брэгга. Сигнал с второго фильтра 13 смешивается во втором смесителе 14 с сигналом, поданным с выхода первого фильтра 11, вьщеляющего составляющую сигнала частотой (f, - - f3). На первый фильтр 1t подается сигнал, полученный путем смешения в первом смесителе 10 сигналов с выходов первого и второго генераторов 5 :и 8. В третьем и четвертом смесите- ях 15 и 19 смешиваются соответственно сигналы с выходов второго смрсите- ля 14 и четвертого фильтра 18 с сигналами с выхода третьего генератора 21. С выходов третьего и четвертого смесителей 15 и 19 сигналы поступают на третий и пятый фильтры 16 и 20,ко торые вьщеляют составляющие сигналов частотой 2f g - fj - f , где f -частота сигнала с выхода третьего генератора 21. Фазометр 17 осуществляет сравнение сигналов с выходов третьего и пятого фил5,тров 16 и 20 -по амллиту- де и фазе.

По значениям сигналов с выходов фазометра 17 определяют амплитуду и фазу исследуемой акустической поверхностной волны в определенной точке образца 7.

Формула изобретения

Способ измерения амплитуды и фазы поверхностной акустической волны,заключающийся в том, что с помощью акус тпоптического модулятора Брэгга раз10

15

21503

деляют монохроматический оптический луч на дифрагированный опорный и не- , дифрагированный предметный лучи,направляют недифрагированный предмет5 ный луч перпендикулярно поверхности образна., на последней возбуждают исследуемую акустическую поверхностную волну, направляют отраженный недифрагированный предметный луч, промоду- лированный исследуемой акустической поверхностной волной, на акустоопти- ческий модулятор Брэгга, дифрагированный опорный луч направляют перпендикулярно на зеркало, отраженный дифрагированный опо рный луч направляют на акустооптический модулятор Брэгга, фотоприемником принимают коллинеарно- совмещенные дифрагированную часть отраженного недифрагированного предмет20 ного луча и недифрагированную часть отраженного дифрагированного опорного луча, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения час25 тотного диапазона, на поверхности зеркала возбулодают опорную акустическую поверхностную волну, выделяют составляющие сигналов, модулированные исследуемой и опорной акустическими

2Q поверхностными волнами, отраженных

дифрагированных опорных и недифрагированных предметных лучей разностной частоты относительно частоты объемных акустических волн в акустооптическом модуляторе Брэгга, и по результату сравнения этих сигналов определяют искомые параметры.

35

ВШ-ШПИ

Тираж 507

Заказ 1603/47 Подписное

Филиал ППП Патент,

г. Ужгород, ул. Проектная, А

Изобретение относится к опто- - акустическим измерениям и может быть использовано при измерении амплитуды и фазы поверхностной акустической волны. Целью изобретения является расширение функциональньгх возможно- стей путем расширения частотного ди- апазона. В устройстве, реализующем способ измерения амплитуды и фазы поверхностной акустической волны, с помощью акустооптического модулятора Брзгга разделяют монохроматический оптический луч на дифрагированный опорный и недифрагированный предметный лучк. Направляют недифрагированный предметный луч перпендикулярно поверхности образца, на последней возбуждают исследуемую акустическую поверхностную волну первым излучателем. Направляют отраженный недифра- гированньш предметный луч на акусто- оптический модулятор Брэгга. При этом отраженный недифрагированный предметный луч получает фазовую модуляцию и в результате возникают боковые поло-, сы оптической частоты.Дифрагированный опорный луч направляют перпендикулярно на зеркало, на поверхности последнего возбуждают опорную акустическую поверхностную волну вторым излучателем. Направляют отраженный дифрагированный опорный луч на акустооптиче- ский модулятор Брэгга, при зтом он получает фазовую модуляцию и В результате возникают боковые полосы оптической частоты, Фотоцриемником принимают коллинеарно-совмещенные дифрагированную часть отраженного недифрагированного предметного луча и недифрагированную часть отраженного дифрагированного опорного луча. Выделяют составляющие сигналов, модулированных, исследуемой и опорной акустическими поверхностными волнами, отраженных дифрагированных опорных и недифрагированных предметных лучей разностной частоты относительно частоты объемных акустических волн в акустбсцти- .ческом модуляторе Брэгга, и по .результатам сравнения этих сигналов .определяют искомые параметры. 1 ил. .i (Л ю 1с ел о со