氧化碲teo2声光器件换能器频率特性及外部匹配网络设计

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1、——★——单位代码：10418硕士学位论文论文题目氧化碲(TeO2)声光器件换能器的频率特性及外部匹配网络设计作者姓名李存波指导教师谢本亮教授学科(专业)光学所在学院物理与电子信息提交日期2012年6月4日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得赣南师范学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学

2、位论文作者完全了解赣南师范学院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权赣南师范学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日I摘要声光器件的原理基础是晶体中的声光效应，从麦克斯韦方程出发导出晶体中的光学基本方程，研究晶体中的光波传播性质；从连续介质中牛顿第二定律出发，得到晶体中声学基本方程，研究晶体中的声波传播性质；以此为基础研究晶体中的

3、声光效应。声光系数法和参量互作用法是描述声光效应的两种方法；建立耦合波方程以计算因声光效应而引起的衍射光强度的变化，根据声光互作用长度的大小把衍射分为喇曼奈斯衍射和布拉格衍射；由于布拉格衍射效率较高，所以在声光器件中主要利用布拉格衍射。由于氧化碲的相对声阻抗很小，采用一般的阻抗匹配方法很难实现实现各个镀层间阻抗的匹配，导致声能的损耗过大，采用声学增透膜的方法减小声波在各个镀层面上的反射，增加了声波的透过率，减小了对声能的损耗。采用传递矩阵原理，利用MATLAB软件计算声能在镀层间中的变化关系。分别设计了三层、四层、五层换能器结构，选取了三种换能器中各个镀层的材料，采用逐层

4、试探的方法确定各个镀层的相对厚度、计算出各个镀层的实际厚度，计算出三种换能器的带宽，分析了三种换能器的损耗与阻抗和频率的关系。利用匹配网络对换能器进行声能补偿，减小了镀层对声能的损耗，提高了声能的利用率。关键词：声光器件；压电换能器；匹配网络IIAbstractAcousto-opticdeviceisbasedontheprinciplesofsoundandlighteffectsincrystal,fromMaxwell'sequationswecangetthebasicequationofopticsincrystaltostudythepropagationp

5、ropertiesoflightwavesincrystals;fromNewton'ssecondlawincontinuummediatogetthebasicequationofacousticincrystaltostudythepropagationpropertiesofacousticwavesincrystals,sowecanresearchtheeffectsofsoundandlightincrystal.Acousto-opticcoefficientandparameterofinteractionarethetwomethodstodescri

6、bethesoundeffects.Toestablishthecoupledwaveequationforcalculationthediffractionlightintensitychangecausedbysoundandlighteffects.WecandividediffractionintoLaManNaisidiffractionandBraggdiffraction,accordingtothelengthofsoundandlightinteraction.AsBraggdiffractionhasahigherefficiency,soitisus

7、edinacousto-opticdevice.Becausetherelativeacousticimpedanceofoxidationtelluriumisverysmall,soisverydifficulttorealizethematchingimpedancebetweeneachcoating,leadingtothelossofsoundenergylarge.Usingtheacousticantireflectionfilmmethodtoreducesoundreflectionineachcoatin