Акустооптика Акустооптика оптических и - раздел физики, изучающий взаимодействие акустических волн (акустооптическое взаимодействие), а также раздел техники, в рамках которого разрабатываются и исследуются приборы, использующие акустооптическое взаимодействие (акустооптические приборы). Управление характеристиками оптических пучков является одной из основных задач фотоники. В современной науке и технике требуется управлять такими характеристиками световых пучков, как амплитуда, частота, поляризация, направление распространения и т.д. Особенно актуальным является разработка методов управления светом с помощью света, а также приборов управления светом с помощью электрических сигналов. Исследованием данных приборов занимается оптоэлектроника. Среди множества различных оптоэлектронных устройствах, акустооптический эффект. одно эффектов, из используемых важнейших Акустооптический эффект мест - это в занимает явление взаимодействия световых лучей с ультразвуковыми волнами. Вследствие данного эффекта под действием акустической волны в среде формируется периодическая фазовая структура, на которой происходит рассеяние света. Первые акустооптические устройства позволяли работать лишь с видимым и ближним инфракрасным светом. Поэтому одной из главных задач современной акустооптики является освоение новых диапазонов длин волн. Относительно недавно были разработаны приборы, предназначенные для работы с ультрафиолетовым излучением. Пока остается слабо освоенным диапазон дальнего инфракрасного излучения. Практически в любом акустооптическом устройстве акустическая волна возбуждается с преобразователя, помощью чаще всего того или иного электроакустического пьезоэлектрического. Таким образом, акустооптические приборы управляются с помощью электрических сигналов (высокой частоты), которые вырабатываются в соответствующих электронных блоках управления. Акустооптику в связи с этим считают ветвью функциональной электроники. Под действием механических деформаций, переносимых звуковой волной, возникает пространственная модуляция оптических свойств среды, обусловленная упруго-оптическим, или фотоупругим, эффектом. Оптические свойства среды меняются во времени с частотой звуковой волны, т. е. значительно медленнее и по сравнению с периодом электромагнитных колебаний в световой волне, и по сравнению со временем прохождения светового луча через звуковой пучок. В зависимости от соотношения между поперечным размером падающего оптического пучка d и длиной звуковой волнм распространение света в такой среде сопровождается явлениями либо акустооптической рефракции, либо дифракции света на ультразвуке. Дифракция света происходит не только на вводимой извне звуковой волне, но и на коллективных возбуждениях среды - акустических фононах, в результате чего возникает рассеяние света со сдвигом частоты вверх и вниз на величину частоты фонона (МандельштамаБриллюэна рассеяние). В спектре рассеянного излучения появляются пары сдвинутых по частоте компонент Мандельштама-Бриллюэна, отвечающих рассеянию света на продольных и поперечных акустических фононах. Акустооптическое взаимодействие сводится к эффектам оптической рефракции и дифракции лишь при низких интенсивностях оптического излучения. С повышением интенсивности света все возрастающую роль начинают играть нелинейные эффекты воздействия света на среду. Из-за электрострикции и эффектов нагревания среды оптическим излучением в ней возникают переменные упругие напряжения и генерируются звуковые волны с частотами от слышимых до гиперзвуковых - т. н. оптоакустические или фотоакустические явления. Основные классы акустооптических приборов Модуляторы — позволяют управлять интенсивностью оптического излучения. Дефлекторы — отклоняют оптический луч на определенный угол, а также осуществляют сканирование луча в пространстве. Перестраиваемые фильтры: фильтры длин волн оптического излучения, или спектральные фильтры, пропускают оптическое излучение только в определенном интервале длин волн, при этом «окно» пропускания может перестраиваться; фильтры пространственных частот пространственной структурой определенные пространственные управляют - оптического пучка (пропускают частоты углового спектра оптического излучения). Развёртывающие устройства — позволяют считывать оптическое изображение построчно и преобразовывать одноэлементного фотоприемника в его последовательность с помощью электрических сигналов. Анализаторы электрических сигналов (радиосигналов): анализаторы измерители спектра радиосигналов; фазы радиосигналов. Устройства регулируемой задержки — задерживают сигнал на определенное время, длительность которого, в отличие от твердотельных акустоэлектронных линий задержки, легко регулируется. Компрессоры радиоимпульсов — осуществляют сжатие электрических импульсов. Акустооптические процессоры — осуществляют те или иные математические операции над оптическими и акустическими сигналами. В частности: корреляторы — вычисляют корреляцию двух сигналов; конвольверы — выполняют математическую операцию свёртки двух сигналов; матрично-векторные процессоры — выполняют операции линейной алгебры; Акустооптические системы с обратными связями: системы стабилизации оптических и электрических параметров (например, системы стабилизации интенсивности оптического пучка); электронно-акустооптические системы, содержащие в элемента акустооптическое генераторы — автоколебательные качестве основного нелинейного устройство; позволяют получать согласованные автоколебания электрических, акустических оптических и величин, включая регулярные и стохастические колебательные режимы; бистабильные и мультистабильные системы — акустооптические системы, характеризующиеся двумя или несколькими стабильными состояниями, определенном между которыми внешнем возможно воздействии; такие переключение системы рассматривать как оптические аналоги электронных триггеров. при можно