н
н I nfi\ дифракции. Интенсивность откло ноги я~релультате дифракции света I yi как с ростом интенсивности звука / 1е, таг; и с возрастанием размера области акустооптпч. взаимодействия в направлении распространения дифрагироналппго света ≈ длины взаимодействия L'. I-~р~1ЗВ1Г|»£'2- При достаточной длпнв L ялачслио / становится сравнимым С /по и дифракционная картина определяется характером взаимодействия с УЗ-светя, уже отклон╦нного в 1-й порядок. Ррзптгаштгаи дпфракгщя возникает, если выполняется условии синфазное≥ рассеянного на л учения:
-f К \ -
ta±'A
(3)
где п ≈ показатель преломления света в среде.
Если рассматривать резонансную дифракцию как процесс похищении (испускания) акустич. фанона К, fl фотоном ft. ы. приводящий к образованию рассеянного фотона с частотой си' и волновым вектором fc', то условии (3) эквивалентно яякону сохранения энергии ≈ импулься:
«' и ± О, fr' A' ± К. (4)
Условие ноиннкновепня и характер pcjonaircnoii Д. с. на у. зависят от соотношения между длинами ноли
Звук
порядок порядот
3- и порядок
678
Рис. 3. Схема дифракции Гамака ≈ Натл.
света Я и звука Л. Для низкочастотного звука, длина вольты к-росо удонлетворяет условию Ai/jV-cl, резо-нансная дифракция имеет место при нормальном падении света на льуковон пучок ≈ это г. и. л и ф р а к-цип Г и м а и а ≈ Н а т а. В этом случае световая волна проходит сквозь звуковой пучок не отражаясь, а перподич. изменение п под действием УЗ приводит к модуляции фа^ы прошедшей волны. Такая волна эквивалентна значительному числу плоских волн, распространяющихся под малыми углами 0,я к проходящему световому пучку (рис. 3). При вмхочс из области аку стооптич. вааи.модсисгпнн световой пучок разбивается на серию лучей с частотами <и,л ≈ oj + mli, m=0, ±1, . ∙ -, направления к-рых определяются соотношениями:
РП'5п
где J'т ≈ ф-ция Бесссля 1 го рода ш го порядка, V,≈ длина световой волны в вакууме. Величина М а=
=р3пв/рсэв (р ≈ плотность материала, сзе ≈ скорость звука н н╦м] наз. а к у с т о о и т и ч е с к и м качеством материала п является осн. характеристикой его акустооптич. свойств. С увеличением /_. или Sa интенсивности кяк проходящего света, так и света, отклон╦нного в разл. порядки дифракции, осциллируют (рис. 4), прич╦м амплитуда осцилляции постепенно уменьшается, т. it. энергия падающего иялучспия перс распределяется среди все во j рас тающего числа диф-
Интенсивность света в rn-ы днфракц. максимуме равно
|='..'г.(е/т"лЛ'5)
ракц. максимумов. Дифракция Раыана Ната наблюдается при рассеянии света на звуконых волнах с. iac-тотами от неск. десятков МГц и ниже. С уменьшением ширины звуконого пучка интервал акустич. частот,
Рис. 4. Зависимость интенсивности света, отклон╦нного о различные [горилки при диф-рцкшш Рамаиа ≈ Пата, от длины взаимодействия L или амплитуды деформации S, в звуковой полис.
для к-рых возможен этот вид дифракции, расширяется в область более высоких частот.
Резонансная дифракдия света на высокочастотном звуке, длина волны к-рого удовлетворяет условию J-L/AZ>1, наз. дифракцией Брэгга или б р э г г о в-е к о н дифракцией. Они представляет собой частичное отражение волны от зиуконоп реш╦тки (рис. 5). Эффективная дифракция имеет место, если полны, отраж╦нные от соседних максимумов поюыитслл пре-ломлеинн, имеют разность ОПТ11Ч. хода, равную X. Это происходит, если свет падает под определ. углом, т. н. углом Брэгга ЙБ- При брэггпвской дифракции свет отклоняется только в один на максимумов 1-го поряд-
Рис. 5. Схема дифракции Прэг-га в изотропной среде: 1 ≈ проходящий св*]т; S ≈ дифрагнро-ВНЕТНЫЙ сы?т.
ка. В зависимости от того, какой угол ≈ тупой или острый образуют векторы /с и К, частота дифрагированного света равна to+Q (+1-й порядок) или ы≈Q (≈ 1-й порядок).
В изотропной среде угол Брэгга определяется лишь длинами волн света и звука:
8в ≈ arcsin I -т--т-\ J л
Угол рассеяния 9', под к-рым выходит дифрагированный свет, равен 6' = 6в- Для данной длины световой волпи К существует иредельная звуковая частота Qi,p = 4nrjnA, выше к рой брзгговскан дифракция невозможна. Эта частота отвечает рассеянию свита точно в обратном направлении. Энергия падающего излучения распределяется между проходящим и дифрагированным лучами. ИНТЕНСИВНОСТЬ дифрагированного света /! возрастает с увеличением интенсивности звука /яв и длины взаимодействия L до тех пор, пока весь падающий свет не окажется дифрагированным. При дальнейшем увеличении /зв или L часть отклон╦нного света, вновь дифрагируя ня звуковой реш╦тке, выходит ил акустич. пучка но направлению падающего излучения. В рсаультатс возникает периодич. зависимость интенсивности проходящего /0 и дифрагированного /, света от Iin я L'.
f - f i*ne8 J JL
Jfl * (in vua -^r
В анизотропной среде свет с разной поляризацией имеет раал. скорости распространении. Поэтому ус-
