Формирование сложных управляемых полей системами излучателей акустических волн ВЧ и СВЧ диапазонов для спектральных и временных преобразований радиосигналов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Для служебного пользования

Экз. № _

На правах рукописи

Петров Владимир Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ПОЛЕЙ СИСТЕМАМИ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН ВЧ И СВЧ ДИАПАЗОНОВ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ РАДИОСИГНАЛОВ

(01.04.03 - радиофизика)

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Саратов- 1999 . у £

Работа выполнена на кафедрах электроники и волновых процессов, оптики, прикладной оптики и. спектроскопии Саратовского государственного университета, в НИИ механики и физики СГУ.

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор В.В.Проклов Доктор физико-математических наук, профессор И.Н.Компанец Доктор физико-математических наук, профессор Л.А.Мельников

Ведущая организация: Саратовский государственный технический университет (г.Саратов)

Защита состоится «

2000 г. в ^ на заседании диссертационного Совета Д 063.74.01 при Саратовском государственном университете по адресу 410026, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Саратовского госуниверситета

Автореферат разослан « 16 » декабря 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного Соъегта^^р В.М.Аникин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Углубление познаний в области взаимодействия волновых полей различной физической природы позволяет сегодня решать широкий спектр фундаментальных научных и научно-прикладных проблем. Отдельный класс физических задач связан с формированием и использованием управляемых высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотпых (СВЧ) волновых полей, генерируемых системами акустических излучающих элементов. Решение этих задач может найти применение дал развития и обобщения современных методов

• спектральных и временных преобразований радиосигналов в радиоастрономии, радиолокации, акустической микроскопии, телекоммуникации, а также целом ряде других областей науки и техники.

Прогресс в развитии современных средств обработки информации в значительной мере связан с достижениями в области высокочастотной акустики и акустооптики. Физические принципы, заложенные в акустоопгическом взаимодействии н используемые для спектральных и временных преобразований радиосигналов, позволяют решать широкий спектр физических и научно-прикладных задач. Последнее обстоятельство обуславливает повышенный интерес исследователей к этой области науки. Акустооптические (АО) методы обработки информации позволяют сегодня создавать высокопроизводительные гибридные акустооптоэлектронные комплексы, работающие в реальном масштабе времени. Уникальные возможности, получаемые от использования акустооптических методов, делают их практически не заменимыми при решении целого ряда научных и прикладных задач. При этом актуальной является

• проблема продвижения в высокочастотную часть СВЧ диапазона, где возможна реализация широкополосных спектральных и временных преобразований

. радиосигналов в реальном времени. В этой связи интересным представляется поиск путей расширения полосы частот АО взаимодействия на основе формирования управляемых акустических шлей системами акустических излучателей. Несмотря на большое количество как отечественных, так и зарубежных работ по акустооптике, на начало соответствующих изысканий в настоящей диссертации, практически отсутствовали публикации, касающиеся реализации АО взаимодействия на частотах, выше 6 ГГц. Последнее обстоятельство стимулировало исследования особенностей акустооптического взаимодействия в коротковолновой части СВЧ диапазона радиоволн.

Другое интересное и перспективное направление научных исследований, связанных с формированием управляемых акустических полей системами излучателей, касается восстановления трехмерных голографических изображений акустооптическими методами. Один из подходов в решении этой задачи основан на использовании в качестве голограммы - сложного акустического поля, электронно управляемого и формируемого решеткой акустических излучателей (акустической динамической голограммы). Однако, развитие этого подхода требует сегодня анализа вопросов, связанных с возможностями создания реальных систем восстановления голографического движущегося оптического изображения, например, брэгговского

акустооптического взаимодействия, с учетом динамики формируемого сложного управляемого акустического поля, затухания звуковых волн в известных материалах, возможных для такого применения, создания алгоритмов преобразования цифровой ш аналоговой информации, поступающей на акустические излучатели - в акустическое поле и др.

Таким образом, к началу выполнения настоящей диссертационной работы, . многие вопросы, касающиеся формирования сложных управляемых акустических полей для спектральных и временных преобразований радиосигналов, оказались не исследованными.

Цель Работы

Целью настоящей диссертационной работы являлось развитие нового научного направления, связанного с разработкой принципов формирования сложных управляемых акустических полей для спектральных и временных преобразований радиосигналов, акустической микроскопии и телекоммуникации.

В рамках этого направления решались задачи:

- построение методов формирования управляемых акустических полей для реализации сверхвысокочастогного широкополосного акустооптического взаимодействия, на основе разработанных многоэлементных пьезоэлектрических излучающих структур, а также для реконструкции движущегося объемного голографяческого изображения;

- исследование основных закономерностей акустооптического взаимодействия в кристаллах арсенида галлия и фосфида индия в условиях, близких условиям «акустооптического резонанса»;

- исследование возможностей формирования коротких акустических импульсов, на основе анализа переходных и импульсных характеристик акустических приемно-излучающих элементов;

- изучение особенностей акустооптического взаимодействия в коротковолновой части СВЧ диапазона, а также исследование с этой целью затухания упругих волн в кристаллах нисбата лития Х-среза в диапазоне частот 7.5 - 10.5 ГГц.

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Расширите полосы частот акустооптического взаимодействия возможно при формировании сложных акустических полей системой излучающих пьезоэлектрических элементов, для которых шаг структуры, толщины слоев, а также акустическая мощность вдоль длины этой системы, изменяются по определенным законам. При вариациях частоты происходит автоматическое перемещение области, возбуждающей акустическое поле, а само ноле претерпевает изменение пространственного распределения, приводящее к точному выполнению условия Брэгга в заданной полосе частот.

2. Генерация акустического поля многоэлементными электроакустическими пьезопреобразователямя при специальной геометрии акустооптического взаимодействия позволяет реализовать в кристаллах ниобата лития

широкополосную (ЗГГц) и эффективную (один процент на один ватт СВЧ мощности) дифракцию света на акустических волнах на частотах до 10.5 ГГц.

3. При акустооптическом взаимодействии в кристаллах арсенида галлия и фосфида индия, максимум дифракционной эффективности, обусловленный нелинейным изменением свойств полупроводниковых кристаллов вблизи границы оптического пропускания, претерпевает смещение по длине волны падающего света при изменении протяженности акустооптического взаимодействия. Максимум дифракционной эффективности более критичен к изменению длины волны падающего света для кристалла арсенида галлия относительно кристалла фосфида индия. . 4. Акустическое поле, возбуждаемое линейкой излучателей объемных акустических волн, обладает свойствами акустической динамической голограммы. На основе такой голограммы возможно восстановление электронно-управляемого движущегося объемного топографического оптического изображения, в реальном времени.

5, При дифракции света с гауссовым распределением интенсивности по сечешпо пучка на сильно затухающих акустических волнах, форма светового пучка в дальней зопе, зависит от величины акустического затухания. Для каждого значения коэффициента акустического затухания существуют оптимальные, с точки зрения достижения максимальных частотного разрешения и эффективности акустооптического взаимодействия: в случае гауссового светового пучка - расстояние от плоскости преобразователя до координаты, соответствующей максимуму интенсивности в световом пучке; а в случае пучка с прямоугольным распределением - значение апертуры светового пучка.

6. Результаты исследования переходных и импульсных характеристик акустических приемно-излучающих элементов, предназначенных для построения акустических изображений.

Достоверность результатов, полученных в диссертации подтверждается:

В экспериментальных исследованиях - использованием апробированных, физически обосновашшх современных методик и приборов, тщательностью выполненных исследований, согласием результатов измерений с теоретическими результатами, созданием на основе развитых теоретических моделей действующих лабораторных макетов эффективных и широкополосных СВЧ акустооптических дефлекторов. Ошибки в измерении акустического затухания составили не более 2 %; в измерении эффективности АО взаимодействия - не более 1 %.

Полученные в диссертации теоретические результаты и расчетные дашп-ле подтверждаются:

- использованием известных уравнений и методов физической акустики, оптики, акустоопгаки;

- количественным согласием с экспериментальными данными в пределах погрешности измерений;

Степень научной новизны и значимости

Научная новизна работы определяется тем, что в ней:

• Показано, 'что полоса частот акустооптического взаимодействия может быть увеличена путем формирования управляемых акустических полей с помощью шюгоэлементных излучающих структур с переменными параметрами от элемента - к элементу: шагом, акустической мощностью, толщиной слоев пьезоэлемепта.

• Показано, что 1гри дифракции света с гауссовым распределением интенсивности по сечению пучка на сильно затухающих акустических волнах, форма светового пучка в дальней зояе, зависит от величины акустического затухания. Показано также, что для каждого значения коэффициента акустического затухания существуют оптимальные, с точки зрения достижения максимальных частотного разрешения и эффективности акустооптического взаимодействия: в случае гауссового светового лучка -расстояние от плоскости преобразователя до координаты, соответствующей максимуму интенсивности в световой! пучке; а в случае пучка с прямоугольным распределением - значение апертуры светового пучка.

• Впервые экспериментально реализовано и исследовано акустооптическое взаимодействие в кристаллах ниобата лития Х-среза на частотах около 10 ГТц. Впервые измерено акустооитическим методом затухание продольных упругих волн в кристаллах ниобата лития Х-среза на частотах от 8.5 до 10.5 ГГц.

• Показано, что максимум дифракционной эффективности, обусловленный нелинейным изменением свойств полупроводниковых кристаллов вблизи границы оптического пропускания, претерпевает смещение по длине волны падающего света при изменении протяженности акустооптического взаимодействия и чгго максимум дифракционной эффективности более критичен к изменению длины волны падающего света для кристалла арсенида галлия относительно кристалла фосфида индия. Найдены условия оптимизации геометрии резонансного акустооптического взаимодействия, приводящие к увеличению дифракционной эффективности.

• Предложены новые решения по созданию мнотоэлементных электроакустических преобразователей, обеспечивающих автоподстройку звукового пучка в широкой полосе частот в брэгговских акустоогггических устройствах, что подтверждено соответствующими авторскими свидетельствами, патентами и полезными моделями РФ.

• Предложена новая архитектура восстановления движущегося объемного оптического изображения, зарегистрированного на динамической акустической голограмме, формируемой решеткой излучателей объемных

акустических волн. На соответствующее изобретете получены патент РФ и два

свидетельства на полезные модели.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1) Исследованное акустоотическос взаимодействие в кристаллах ииобата лития на частотах около 10 ГГц и созданные действующие эффективные (один процент на один ватт подводимой ЭМ мощности) и широкополосные (ЗГГц) акустоопгические брэгговские ячейки показывают возможность практического применения этих ячеек в широком классе систем оптической обработки информации.

2) Результаты исследования резонансного акустооптического взаимодействия могут найти применение в усовершенствовании систем телекоммуникация, что подтверждено Протоколом об использовании результатов работы в компании France Telecom.

3) Предложенная архитектура восстановления движущегося объемного изображения, зарегистрированного на динамической акустической голограмме, формируемой решеткой излучателей объемных акустических волн, может явиться основой для дальнейшего развития нового научного направления, связанного с созданием систем передачи и реконструкции движущегося объемного голографического изображения.

4) Разработанные акустические объективы для акустической микроскопии и оптоакустики являются конкурентоспособными в сравнении с мировыми аналогами, что подтверждено Актом Внедрения этих объективов в Институте биохимической физики РАН, а также Introduction Protocol университета г. Виндзор, Канада.

Личный вклад автора заключается в выборе направлений исследований, формулировке и постановке задач; большинство представленных в диссертации результатов получено впервые автором, под его руководством или при его непосредственном участии.

Публикации и апробация работы

Основные материалы диссертации представлены в 60 публикациях, приведенных в списке цитируемой литературы под номерами 101-160 и помеченных знаком (*), а также доложены и обсуждены на X, XII, XIII Всесоюзных конференциях по квантовой акустике (физической акустике твердого тела) и акустоэлектрошисе, (Ташкент, 1978; Саратов, 1983; Черновцы, 1986; Ленинград, 1991.); Краткосрочном семинаре «Применение акустооптических устройств в промышленности», (Ленинград, 1984); Всесоюзной конференции "Измерительные комплексы и системы", ТИАСУР, (Томск, 1981 ); Всесоюзной конференции по оптической обработке информации, (Ленинград, 1983); Всесоюзном научно-техническом семинаре "Акустика в физике и технике" (Ленинград, 1989); 7-й научно-практической конференции по Электронике СВЧ (Саратов, 1989); 2-й Всесоюзной конференции по оптической обработке информации, (Фрунзе, 1990); School-Seminar «Acoustooptics: Research

and Development», (Leningrad. 1990); International CLEO conference, (Baltimore, Maryland, USA , 1991); Научном семинаре в университете Джонса Гопкинса (Мэрилэнд, Балтимор, США); Научном семинаре в Левенском Католическом университете (г.Коргрэйк, Бельгия, 1991); Международной конференции «Optical Information Processing» (Санкт-Петербург, 1993); Научном семинаре в компании «Фране-Телеком»г (Париж, 1993); ultrasonics International'93 (Vienna, Austria, 1993); International Symposium on Surface waves in solids and layered structures and National conference on Acoustoelectronics, (Moscow-St.Petersburg ,1994); Spring School on Acousto-optics, (Jurata, Poland, 1995); World Symposium on Ultrasonics, (Berlin, Germany, 1995); Научном семинаре в компании «Томсои Микросоникс», (Kami, Франция, 1995); Advances in Acoustooptics'96. 10-ili topical meeting of the Eur opean Optical Society, (France Tclecom CM ET, Paris, France, 1996); International Symposium on Optical Information Processing, (St.Petersburg, 1996); International Symposium "Acoustoelectronics Fvequeticy Control and Singal Generation", (Moscow, 1996); Acoustooptical Club, (St.Petersburg, 1997); Международной Школе-Симпозиуме по Когерентной Оптике и Голографии, (Ярославль, 1997); Школе по Оптике, Лазерной физике и Оптоэлекгроиике, ( Саратов, 1997); AeroSense'98, International Exhibition, (Orlando, USA, 1998).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из Введения, шести разделов, содержащих оригинальные результаты, Заключения и Списка цитируемой литературы, включающего 278 наименований. Полный объем диссертации - 362 страницы, включая 218 страниц основного текста, 119 страниц рисунков и 25 страниц -список литературы.

Содержание работы

Во Введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, приведены научные результаты и положения, выносимые на защиту, отражены научная и практическая значимость полученных результатов, изложена структура диссертации.

В Первом разделе приведены результаты исследования возможности формирования акустических шлей, пространственное распределение которых изменяется при вариациях частоты таким образом, что обеспечивается точное выполнения условия Брэгта при акустооптическом взаимодействии; это позволяет значительно расширить полосу частот при увеличении дифракционной эффективности АО взаимодействия.

Показано, что любой электроакустический преобразователь с бегущей электромагнитной волной (преобразователь фильтрового типа), в общем случае, является неолпшизированной системой с переменными параметрами: в таком преобразователе изначально акустическая мощность изменяется от элемента к

элементу но экспонепциалыюму закону, а сдвиг фазы относительно фазы на первом элементе системы нарастает, в общем случае, по линейному закону.

Сформулированы условия «точной автоподстройки» под угол Брэгга при изменении частоты в звуковом пупсе, возбуждаемом многоэлементным электроакустическим преобразователем (МЭАП) с переменными параметрами, а также получено соотношение, определяющее закон изменение шага структуры по длине преобразователя. Предложена модель «движущегося окна» для описания процесса автоподстройки системы с изменением частоты. Модель «движущегося окна» реализуется в многоэлементной системе пьезоэлектрических излучателей с переменными от элемента - к элементу параметрами: толщиной слоев ■ пьезоэлементов, шагом структуры и электромагнитной мощностью.

Показано, что точная автонодстройка фронта звуковой волны в брэгговских акустооптическик устройствах с многоэлементными ньезопреобразователями возможна при обеспечении требуемой частотной зависимости сдвига фазы на элемент или (и) обеспечении требуемого закона изменения шага системы, например с помошью механизма «движущегося окна».

Обсуждены возможные варианты геометрии АО взаимодействия, для которых действует метод «движущегося окна».

Рассмотрен механизм реализации метода «движущегося окна» в пьезопреобразователе с переменной толщиной пьезослоя. Проведено сопоставление расчетных значений полосы частот и дифракционной эффективности при использовании систем с переменными и с постоянными параметрами и показано, что реализация оптимальных законов изменения по длине преобразователя шага структуры, акустической мощности, излучаемой единичным элементом, а также толщин слоев пьезоизлучателя, позволяет увеличить полосу частот акустоопшческого взаимодействия. В частности, для примера многоэлементного преобразователя, рассчитанного на центральную частоту 9 ГГц, показано (см. Рис.1), что применение механизма «движущегося окна» позволяет увеличить полосу частот с 2.44 ГГц до 2.8 ГГц при одновременном увеличении дифракционной эффективности с 6.4% до 7.1 %. Для сравнения на Рис.1, показана кривая (3), характеризующая частотную зависимость дифракционной эффективности для синфазного преобразователя с постоянными параметрами и иллюстрирующая достоинства МЭАП с переменными параметрами.

Рис.2, иллюстрирует действие метода «движущегося окна». Полоса частот каждой ячейки определяется свойствами электроакустического преобразователя (в частности, толщинами образующих его слоев). При переменной от элемента -к элементу толщине одного из слоев (например, пьезослоя), область возбуждения каждого последующего элемента смещается по частоте относительно предыдущего излучателя. При этом в системе, одновременно изменяется шаг структуры по определенному закону и электромагнитная мощность, подводимая к каждому элементу, что обеспечивает точную автоподстройку фронта звуковой волны под угол Брэгга и выравнивание мощности дифрагированного света в частотной полосе.

Частота, Гц

Рис. 1. Дифракционная эффективность как функция частоты дефлектора с различными МЭАП: 1) с переменными шагом структуры и акустической мощностью;

2) с переменной акустической мощностью и с постоянным шагом, равным расчетному значению периода МЭАП;

3) СФ МЭАП с постоянными параметрами. Подводимая электромагнитная мощность во всех случаях принималась равной 1 Вт.

0.06

0.00--1--1- ¡-

6.00Е+9 8.СОЕ+9 1.00Е+10 1.20Е+10

Частота, Гц

Рис.2. Зависимость коэффициента преобразования 1-й излучающей ячейки от частоты. Номер ячейки является параметром на кривых, соответственно: Кривая 1 -1-5; 2-1-20; 3 -¡ = 60;4-1 = 270. Общее количество ячеек КЬ-275-

Предложены варианты реализации многоэлементных преобразователей с переменными параметрами. Приведены результаты экспериментального исследования широкополосного акустооптического модулятора на стоячих акустических волнах с использованием механизма «движущегося окна» в клиновидном миогоэлементном преобразователе.

Во Втором разделе проанализированы особенности акустооптического взаимодействия в микроволновом диапазоне радиоволн, где существенными оказываются большие значения брэгговских углов, а также акустическое затухание.

В частности оценено влияние на разрешающую способность акустооптического дефлектора неоднородности распределения амплитуды по апертуре падающего светового пучка, что обусловлено рядом факторов, проявляющихся в верхней части СВЧ диапазона: большим значением брэгговского угла; высоким акустическим затуханием; возможным смещением максимума интенсивности в поперечном распределении падающего светового пучка относительно апертуры входного окна акустооптического дефлектора.

Рис.3, иллюстрирует возрастание относительной ошибки при вычислении разрешающей способности АО дефлектора (рассчитанного на центральную частоту 9 ГГц) с увеличением протяженности АО взаимодействия. Наибольшая погрешность возникает, если не учитывается расходимость и затухание звуковой волны.

На Рис. 4. приведено сравнение расчетных (кривые 1 и 2) экспериментальной (3) зависимостей, характеризующих частотное разрешение акустооптического дефлехтора на центральной частоте 9 ГГц. При расчетах учитывались влияния: акустического затухания; нарастания и спада интенсивности дифрагированного света на краях апертуры светового пучка, обусловленной большими значениями брэгговского угла; соответствующие распределения интенсивности по сечению светового пучка, расходимости светового и звукового пучков. В эксперименте распределение интенсивности по апертуре светового пучка было близким к прямоугольному.

Теоретически показано, что при дифракции света с гауссовым распределением интенсивности по сечению пучка на сильно затухающих акустических волнах, форма светового пупса в дальней зоне, зависит от величины акустического затухания.

На основе расчетных зависимостей отношения интенсивности дифрагированного света к частотному разрешению показано, что для каждого значешы коэффициента акустического затухания существуют оптимальные, с точки зрения достижения максимальных частотного разрешения и эффективности акустооптического взаимодействия: в случае гауссового светового пучка - расстояние от плоскости преобразователя до координаты, соответствующей максимуму интенсивности в световом пучке; а в случае пучка с прямоугольным распределением - значение апертуры светового пупса.

В разделе также предложены некоторые новые варианты реализации многоэлементных преобразователей, формирующих управляемые акустические

2.50

§ 5 2.00 -

1.50 —

1.00

1--1-Г

0.00 0.50 1 00 1.50

Длина пьезопреобразователя, мм

2.00

Рис.3 Относительная ошибка метода при вычислении разрешающей способности дефлектора в зависимости от длины пьезопреобразователя Кривые соответствуют учету: 1 - расходимостей света и звука, акустического затухания и краевого эффекта на апертуре светового пучка; 2 - расходимостей света и звука и: акустического затухания; 3 - расходимости света и акустического затухания; 4 - расходимости света, акустического затухания и траевого эффекта на световой апертуре; 5 - только расходимости светового пучка. (Гауссово распределение).

1.20 -

В £

0.80-

0.40 —

0.00 •

14 МГц

0.00 1.00 2.00 3.00

Расстояние (экслсрим.кривая 3), отн.ед.

Рис.4. Угловое (1,2) и пространственное (3) распределение интенсивности дифрагированного света вдоль направления частотного смещения дифракционных пятен. 1,2 - теоретические кривые при оптимаышх падающих световых пучках с гауссовым (0=1.5мм, (11=0,6мм, \уо=0.75 мм) и с линейным распределением (хут~С.95ш1)3 соответственно. 3 - экспериментальная зависимость.

К

поля на СВЧ, а также обсуждены особенности геометрии акустооптического взаимодействия при высоком акустическом затухании и больших углах Брэгга.

В Третьем разделе описаны результаты первого экспериментального исследования акустооптического взаимодействия в ниобате лития в диапазоне частот от 7.5 до 10.5 ГГц. Этот частотный диапазон «перекрыт» единственной акустооптической ячейкой, в которой использован один из предложенных вариантов планарного многоэлементного преобразователя. Описаны экспериментальная установка, акустооптическая ячейка и методики проводимых экспериментов: измерения дифракционной эффективности, ширины полосы частот акустооптического взаимодействия, частотного разрешения.

Полученные совокупные значения характеристик созданного акустооптического дефлектора превосходят достигнутые в мире характеристики дефлекторов к настоящему времени. В частности: центральная частота составляет 9 ГГц; полоса частот дифракции по уровню 3 дБ от максимального значения составляет 2.5 ГГц, а по уровто 6 дБ - 3 ГГц; дифракционная эффективность в максимуме равна 1.2 % при подведении к преобразователю 1 Вт электромагнитной мощности (см. Рис. 5.); для двух сигналов от независимых генераторов, два дифракционных пятна оказываются разрешимыми при частотной расстройке в 15 МГц (Рис.4). Полученные экспериментальные результаты хорошо согласуются с приведенными расчетами.

В разделе также описаны результаты исследования акустического . затухания в кристаллах ниобата лития X - среза на частотах 7.5 - 10.5 ГГц. Исследования проводились двумя методами: эхо-импульсным и акустооптическим. Причиной для проведения таких исследований послужило существенное различие литературных данных по акустическому затухания в этом материале.

Впервые акустооптическим методом, обладающим на СВЧ меньшей погрешностью метода в сравнении эхо-импульсной методикой, измерена . частотная зависимость затухания продольных акустических волн в ниобате лития Х-среза в интервале частот от 7.5 до 10.5 ГГц.

Описаны экспериментальные установки и методики проводимых экспериментов. Измерения эхо-импульсным и акусто-оптическнм .методами проводились в разное время и на кристаллах, полученных с разных предприятий. Значение акустического затухания, измеренное эхо-импульсным методом (см.Рис.б) равно 0.9 ± 0.01 дБ/см ГГц2; акустооптическим методом: 1.05 ± 0.02 дБ/см ГГц2 (Рис. 7-8). Незначительное (но превосходящее оцененную погрешность измерений) отличие в данных, измеренных разными методами, может быть обусловлено различием в технологиях выращивания кристаллов на разных предприятиях, а также возможным отклонением в химическом составе сырья.

В Четвертом разделе описано исследование резонансного акустооптического взаимодействия в кристаллах арсенида галлия и фосфида индия. Показано, что при приближении длины волны падающего света к провалу

7.00 8 00 9.00 10.00 11.00 Частота, ГГц

Рис.5. Частотные зависимости дифракционной эффективности при 1 Вт подведенной ЭМ мощности. Кривые 1 и 2 -расчетные, соответственно, дня угла падения в точности равного двойному углу Брэгга на центральной частоте и -при отстройке угла падепия от двойного брэгговского дня дополнительного расширения полосы частот. 3 - зависимость, построенная по результатам эксперимента.

Температура, К

Рис.6. Температурная зависимость затухания продольной акустической волны в Х-срезе ниобата лития на частоте 9.1 ГГц.

15.00

12.50

10.00 ■

7.50

2.50 -

0.00 ■

f= 10.5 ГГц

10.0 9.5

9.0 8.5

Фу [8.0 7,5

w

ООО

0.25

0.75

1.25

0.50 J 1.00

Координата X, мм

Рис.7. Зависимости затухшшя продольной акустической волны в Х-срезе ниобата лития от координаты X для семи значений частоты f.

Измерения проведепы при комнатной температуре.

Частота, ГТц.

Ряс. 8. Частотная зависимость затухания продольной акустической волны в Х-срезе пяобата лития при комнатной температуре. Вертикальными отрезками прямых обозначены доверительные интервалы.

в полосе оптического пропускания полупроводникового кристалла существует оптимальное значение длины волны света, при котором дифракционная эффективность принимает максимальное значение.

При вариациях длины акустооптического взаимодействия L максимальное значение дифракционной эффективности изменяется и смещается по длине волны света, достигая наибольшей величины при определенном L, зависящим от конкретной геометрии акустооптического взаимодействия (см. Рис. 9 и 10).

Показано также, что для исследованных в настоящей работе кристаллов арсенида галлия и фосфида индия оптимизация геометрии АО взаимодействия с применением кристаллов арсенида галлия оказывается более критичной к длине волны падающего света в сравнении с геометрией, в которой используются кристаллы фосфида индия (Рис.9 и 10).

Теоретически показано, что при реализации оптимизированной геометрии АО взаимодействия ца СВЧ вблизи АО резонанса, величина дифракционной эффективности в кристаллах арсенида галлия может достигать 8% , а для кристаллов фосфида индия 3.5 % на 1 мВт подводимой электромагнитной мощности. В разделе также проведены экспериментальные исследования ' резонансного акустооптического взаимодействия на частотах вблизи 2 ГГц в кристаллах арсенида галлия и фосфида индия.

Пятый раздел посвящен исследованию возможностей формирования коротких акустических импульсов, на основе анализа переходных и импульсных характеристик акустических приемно-излучающих элементов, используемых для построения акустических изображений в акустической микроскопии и оптоакустике.

Рассмотрены передаточные функции пьезоизлучателя и пьезоприемника, а также системы", пьезоизлучатель-пьезопркемник. Рассчитаны переходные характеристики и реакция этих систем на заданное входное воздействие. Приведены результаты экспериментального исследования импульсных характеристик разработанных высокочастотных акустических головок.

В результате проведенного анализа на примере четырех наборов акустических о&ьективов с центральными частотами 25, 50, 100 и 200 МГц, . продемонстрированы варианты оптимизации пьезоэлектрических систем излучатель-приемник для формирования коротких (до полутора колебаний) акустических импульсов и их последующего приема в системах построения акустических изображений.

На Рис. 11. Приведены осциллограммы импульсного отклика акустических приемно-излучающих элементов с центральной частотой 200 МГц, созданных и оптимизированных на основе теоретического анализа. Расчетный график демонстрирует хорошее согласие с кривыми, полученными экспериментально.

В Шестом разделе диссертации приведены результаты исследования

возможности реконструкции движущегося объемного голографического изображения акустооптическим методом. При этом голограммой является сложное акустическое поле («Брэгговская динамическая акустическая

Длина волны падающего света, м Рпс. 9. Зависимости от длины волны света дифракционной эффективности (в % ) на 1мВт акустической мощности для кристаллов арсекида талия прп условиях, близких к АО резонансу. Центральная частота равна 2.5 ГГц.

Длина преобразователя варьировалась в пределах: от L= 0.03 до 12 мм. Максимум дифракционной эффективности = 8.66 % соответствует L = 3mm при длине световой волны = 905 нм.

9.40Е-7 9.60Е-7 9.80Е-7 1.00Е-6 1.02Е-6 ДтЕпа волны падающего света, м

Рис. 10. Зависимости дифракциоиной эффективности (% на 1 мВт акустической мощности) от длины волны света вблизи АО резонанса в кристалле фосфида шщкя. Параметр на кривых - протяженность АО взаимодействия (длина преобразователя Ь). Центральная частота равна 2.5 ГГц. Максимальная дифракционная эффективность - 3.64% при Ь = 4.5 им и длине волны света =990 ни.

5 не

И 1 (. :....._

1

в)

-1-1-1-1-

6» = 200 МГц, То = 5 ис. Демпфер - эпоксидная смола, четверть -

-200

со 2

5.00 15.00 25.00 0.00 10.00 20.00 30.00

Время, не

20 мВ

б)

V

10 не

--► 41-

1 - г, - - '

-'к • . " . ■ - Л , 1, -• = Ч- -^^Уу»

Г)

А

\ ; ■ V

V*

ас)

Рис 11. Осциллограммы импульсного отклика акустических головок с центральной частотой 200 МГц. На осциллограмму д) наложен график расчетной кривой

• голограмма»), сформированное системой (липейкой или матрицей) акустических элементов. Каждый кадр движущегося объемного изображения восстанавливается методом брэгговского акустооптического взаимодействия при освещении голограммы импульсом плоской световой волны в момент времени, когда акустическая голограмма, соответствующая этому кадру, полностью сформировалась. Пространственное разрешение образованного таким образом дисплея определяется по одной координате - размерами акустических излучателей, а по другой координате - длительностью импульса электрических сигналов, подводимых к системе излучателей и формирующих одну строку голограммы.

«Брэгтовскаж динамическая акустическая голограмма» представляет собой пространственное распределение показателя преломления фотоупругой среды в плоскости (х,_у), создаваемое акустическим полем, генерируемым линейкой излучателей объемных акустических волн, вытянутой вдоль координаты (у) и . расположенной на одной из граней фотоупругой пластины. При этом каждый излучатель имеет малый размер (а) вдоль координаты (у); это позволяет рассматривать его как «точечный» источник, оставаясь протяженным (с размером Ь) вдоль координаты (г), что определяет длину области акустооптического взаимодействия и, в свою очередь, дифракционную эффективность. Длина единичного излучателя (Ъ) определяет также полосу частот 4/ акустооптического взаимодействия, в которой выполняется условие Брэгга. Основной особенностью реализации «Брэгговской динамической акустической голограммы» является ограничение спектра частот, «участвующих» в формировании акустической голограммы, полосой А[ акустооптического взаимодействия. Такое ограничение повлечет за собой частичную потерю информации, переносимой голограммой. Однако, предполагая возможность использования высоких (и сверхвысоких) частот акустооптического взаимодействия, можно надеяться на реализацию широкой абсомотной полосы частот (например, до 3 ГГц, см. раздел 3 диссертации). При этом несомненным достоинством применения «Брэгговской динамической акустической голограммы» является высокая дифракционная эффективность.

В разделе приведены расчеты основных характеристик акустооптического голографического дисплея, содержащего 256 х 256 точек изображения, основанного на использовании пластины кристалла парателлурита при формировании в пем акустической динамической голограммы липейкой излучателей объемных акустических волн. Рассчитанные характеристики позволяют надеяться на получение объемного голографического изображения с эффективностью не хуже 0.16% при подведении к системе излучателей электрических сигналов мощностью в один милливатт.

Алгоритм преобразования акустического поля, представляющего собой голограмму - в пространственно-временное поле электрических сигналов получен с учетом затухания акустических волн.

Числешгыми методами дискретных преобразований проведено моделирование процессов формирования голограммы и реконструкции изображения, соответствующих стадиям: 1) получение математической

оптической виеосевой голограммы Френеля на основе взаимодействия плоского объекта с плоской опорной световой волной; 2) нахождение преобразования Фурье-образа этой оптической голограммы в Фурье-образ электрических сигналов, формирующих акустическую голограмму; 3) получение акустической динамической голограммы; 4) реконструкция топографического изображения объекта при освещении акустической динамической голограммы импульсом плоской световой волны в момент времени, соответствующий полностью сформировавшемуся кадру.

Проведена серия численных экспериментов по формированию поля электрических сигналов, несущих информацию об объекте с последующим преобразованием его в акустическую голограмму и восстановлешгем изображения объекта. Рассмотрены влияния на качество восстанавливаемого изображения: соотношения периода квантования поля акустической голограммы и периода максимальной пространственной частоты голограммы; а также ограничения спектра пространственных частот акустической голограммы полосой частот брэгговского акустооптического взаимодействия.

На Рис. 12 и 13 показаны фрагменты стадий численного моделирования процесса формирования акустической голограммы и восстановления движущегося объемного топографического изображения. Световое поле исходного изображения, квантованного на 256x25б дискретных значений (Рис.12

а) - в данном случае плоский транспарант, расположенный на расстоянии г от плоскости голограммы) взаимодействует с плоской световой волной (на Рис. 12

б) приведено распределение амплитуды ядра свертки, описывающего опорную световую волну), падающей под некоторым углом (углом Брэгга) относительно нормали к плоскости голограммы. Внеосевая голограмма Френеля, образованная в результате такого взаимодействия представлена на Рис. 12 в). На Рис. 12 г) и д) приведены: пространственный спектр поля оптической голограммы (в) и пространственный спектр пространственно-временного поля электрических сигналов, подводимых к акустическим излучателям. Рис. 12 (е) и Рис. 13 (а) показывает пространственно-временное распределение интенсивности электрических сигналов, подводимых к линейке излучателей. Рис.13 б) и в) отображают Фурье-образы поля электрических сигналов и поля акустической голограммы (г). На Рис. 13 д) и е) показаны восстановленные с акустической голограммы (г) изображения исходного объекта на расстоянии % от плоскости голограммы. Изображение (д) восстановлено в момент времени, отличающийся на 0.3 периода от момента, при котором кадр полностью сформирован. Причины искажения исходного изображения в процессе преобразований могут крыться, прежде всего в ограничении частотного спектра голограммы - полосой частот брэгговского акустооптического взаимодействия. Другие причины могут быть связаны с дискретизацией преобразований, в частности с отличием периода дискретизации от периода максимальной пространственной частоты голограммы.

В разделе также приведены экспериментальные результаты статического моделирования динамической акустической голограммы, иллюстрирующие преобразование пространственных координат поля электрических сигналов.

Рис. 12. а) - Изображение (256 х 256 пикселов) плоского объекта

(фото); б) - распределение амплитуды функции ядра свертки;

в) - голограмма Френеля объекта ; г) - Фурье образ поля

голограммы; д) Фурье образ поля электрического сигнала

в момента временя й = О;

е) Пространственно (у-координага)- временное

(х - координата) распределение амплитуды электрических

сигналов в момент времени й = 0.

Рис. 13, а) - Пространственно - временное распределение . амплитуды электрических сигналов, подводимых к системе акустических излучателей; б) - Фурье -образ этого распределения (а); в) - Фурье-образ распределения (а) после преобразования координат в области пространственных частот;

г) - динамическая акустическая голограмма ;

д)- восстановленное изображение объекта в момент времени й=0.3 ; е) - восстановленное изображение объекта в момент времени й = 0+Т.

подводимых к системе акустических излучателей в пространственно-временные координаты акустического поля, образующего голограмму.

Предложена новая архитектура восстановления движущегося объемного изображения, зарегистрированного на динамической акустической голограмме, формируемой решеткой излучателей объемных акустических волн.

В Заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертации.

1. Впервые на частотах 8.5 - 10.5 ГГц экспериментально исследовано акустооптическое взаимодействие в кристаллах ниобата лития Х-среза.

Экспериментально полученные характеристики АО взаимодействия: дифракциошшя эффективность 1% на 1Вт ЭМ мощности, при полосе частот 3 ГГц по уровню 6 дБ и частотном разрешении 15 МГц, демонстрируют перспективность использования кристаллов ниобата лития в сочетании с многоэлементными пьезопреобразоватслями для решения задач оптической обработки радиосигналов на частотах вблизи 10 ГГц.

Таким образом, экспериментально показана возможность реализации широкополосного и эффективного акустооптического взаимодействия в верхней части СВЧ диапазона, на основе формирования управляемых акустических полей с помощью многоэлеменпшх электроакустических преобразователей. Это открывает перспективы для создания целого класса систем, решающих задачи спектральной и временной обработки радиосигналов в реальном времени в указаштом диапазоне.

2. Впервые акустооптическим методом измерена частотная зависимость затухания продольных акустических волн в ниобате лития Х-среза в интервале частот от 7.5 до 10.5 ГГц.

Зависимость имеет квадратичный характер и в пересчете к частоте 1 ГГц дает значение затухания равное 1.05 ± 0.02 дБ/смГГц2.

3. Исследовано формирование управляемых акустических полей многоэлементными преобразователями с переменными параметрами.

а) предложены (что подкреплено патентами, авторскими свидетельствами и свидетельствами на полезные модели) и исследованы новые типы многоэлементных электроакустических преобразователей для акустоонтических брэгтовских ячеек - МЭАП с переменными параметрами. Показано, что:

б) любой электроакустический преобразователь с бегущей электромагнитной волной (преобразователь фильтрового типа), в общем случае, является неоптимизированной системой с переменными параметрами: в таком преобразователе изначально акустическая мощность изменяется от элемента к элементу по экспоненциальному закону, а сдвиг фазы относительно фазы на первом элементе системы нарастает, в общем случае, по линейному закону;

в) точная автоподстройка фронта звуковой волны в брэгговских акустооптических устройствах с многоэдементными пьезопреобразователями возможна при обеспечении требуемой частотной зависимости сдвига фазы на

элемент или (и) обеспечении требуемого закона изменения шага системы, например с помощью механизма «движущегося окна»;

г) расширение полосы частот акустооптического взаимодействия возможно при возбуждении, автоматически подстраиваемых при изменении частоты, акустических полей с помощью решетки многоэлементных пьезопресбразователей с переменными от элемента - к элементу параметрами: шагом решетки, акустической мощности, а также толщин слоев пьезоэлемента.

4. Исследовано влияние на разрешающую способность акустооптического дефлектора неоднородности распределения амплитуды по апертуре падающего светового пучка, что обусловлено рядом факторов, проявляющихся в верхней части СВЧ диапазона: большим значением брэгговского угла; высоким акустическим затуханием; возможным смещением максимума интенсивности в поперечном распределении падающего светового пупса относительно апертуры входного окна акустооптического дефлектора.

Предложены некоторые новые варианты реализации многоэлементных преобразователей на СВЧ а также обсуждены особенности геометрии акустооптического взаимодействия при высоком акустическом затухании и больших углах Брэгга. Показано, что:

а) для каждого значения коэффициента акустического затухания существуют оптимальные, с точки зрения достижения максимальных частотного разрешения и эффективности акустооптического взаимодействия: в случае гауссового светового пучка - расстояние от плоскости преобразователя до координаты, соответствующей максимуму интенсивности в световом пучке; а в случае пучка с прямоугольным распределением - значение апертуры светового пучка.

б) при создании акустооптических дефлекторов с высоким частотным разрешением предпочтительным является использование световых пучков с прямоугольным распределением интенсивности по сечешао в сравнении с гауссовыми пучками, в том числе при высоком акустическом затухании.

5. Исследован эффект резонансного акустооптического взаимодействия в кристаллах арсенида галлия и фосфида индия на частотах около 2 ГГц. Показано, что:

а) при приближении длины волны падающего света к провалу в полосе оптического пропускания полупроводникового кристалла существует оптимальное значите длины волны света, при котором дифракционная эффективность принимает максимальное значение.

б) при вариациях длины акустооптического взаимодействия £ максимальное значение дифракционной эффективности изменяется и смещается по дайне волны света, достигая наибольшей величины при определенном /,, зависящим от конкретной геометрии акустооптического взаимодействия.

в) для исследованных в настоящей работе кристаллов арсенида галлия и фосфида индия оптимизация геометрии АО взаимодействия с применением кристаллов арсенида галлия оказывается более критичной к длине волны

падающего света в сравнении с геометрией, в которой используются кристаллы фосфида индия.

г) при реализации оптимизированной геометрии ЛО взаимодействия на СВЧ вблизи ЛО резонанса, величина дифракционной эффективности в кристаллах арсенида галлия может достигать 8% , а для кристаллов фосфида индия 3.5 % на 1 мВт подводимой электромагнитной мощности.

6. Исследованы возможности формирования коротких акустических импульсов, на скове анализа переходных и импульсных характеристик акустических прнемно-излучающих элементов.

В результате проведенного анализа на примере четырех наборов акустических объективов с центральными частотами 25, 50, 100 и 200 МГц, продемонстрированы варианты оптимизации пьезоэлектрических систем излучатель-приемник для формирования коротких (до полутора колебаний) акустических импульсов и их последующего приема в системах построения акустических изображений.

7. Исследованы возможности акустооптическото восстановления движущегося объемного голографнческого изображения на основе брэгговских акустических динамических голограмм.

Проведено численное моделирование этапов формирования динамических акустических голограмм и реконструирования исходного оптического изображения, показывающее возможность компьютерного синтезирования электронно-управляемых динамических акустических голограмм с последующим восстановлением движущихся объемных топографических изображений.

Показано, что применение «толстой» акустической голограммы -Брэгговской акустической динамической голограммы, формируемой линейкой излучателей объемных акустических волн, позволит получите приемлемую (до 0.16 % / 1мВт подводимой ЭМ мощности) дифракционную эффективность при линейном (малосигналыюм) режиме акустооптического взаимодействия, достаточную для наблюдения реконструируемого объемного голографнческого изображения.

Предложен и реализован метод статического моделирования датамических акустических голограмм, иллюстрирующий принципы преобразования координат при формировании голограммы линейкой или матрицей акустических излучателей, а также демонстрирующий проявления искажений пиксельной структуры на краях рабочей зоны акустической голограммы.

Предложена новая архитектура восстановления движущегося объемного изображения, зарегистрированного на динамической акустической голограмме, формируемой решеткой излучателей объемных акустических волн. На соответствующее изобретение получены патент РФ и два свидетельства на полезные модели.

Таким образом, комплекс научных исследований, проведенных в настоящей диссертационной работе развивает новое научное направление, связанное с разработкой и обобщением современных принципов и методов формирования управляемых акустических полей для спектральных и временных преобразований радиосигналов в радиоастрономии, радиолокации, акустической микроскопии, телекоммуникации, а также в целом ряде других областей науки и техники.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах

1. *М.Л.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Толстиков. Об ошибках при измерения* па СВЧ коэффициента электро - акустического преобразования и затухания упругих волн эхо-методом.//Акустический журнал, т. ХХУ11. вьш.З. 1981 г. с.351-357.

2. *В.В.Петров. Приставка к измерительному микроскопу для изготовления плаиарных структур микронных размеров. // Приборы и техника эксперимента N6, 1984 г. с. 185-186.

3. *Григорьев М.А., Петров В.В., То.чстиков A.B. Анализ эффективности многоэлементных электроакустических преобразователей, обеспечивающих автоподстройку звукового пучка в брэхтовских акустооптических устройствах, ч.1 // Известия ВУЗов . Радиофизика. Т.ХХУ111. №7. с.908-921.

4. А.Григорьев, В.В.Петров, Л.В. Толстите. Анализ эффективности многоэлементных электроакустических преобразователей обеспечивающих автоподстройку звукового пучка в брэгтовских акустооптических устройствах. // Известия ВУЗов СССР. Радиофизика. Т. ХХУ111 N 81985 г. ч. 2. стр. 1053-1064.

5. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Толстиков. Эффективность многоэлеменгяых электроакустических преобразователей (МЭАП), обеспечивающих автоподстройку звукового пучка. // Применение Акустооптических устройств в промышленности Материалы краткосрочного семинара. Ленинград. 1984г. с. 37-41.

6. *М.А.Григорьев, В.В.Петров. Выигрыш при замене в акустооптическом дефлекторе одноэлементного преобразователя многоэлементным. // Материалы XI11 Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике. ч,1. Киев. 1986 г. с. 209-210.

7. *В.В.Петров. Энергетический выигрыш от использования многоэлементных преобразователей в СВЧ акустооптических дефлекторах. Некоторые вопросы прикладной физики. Межвузовский сборник, ч.2. Изд. Саратовского Университета, 1985 г. с. 3-9.

8. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Толстиков. Эффективность электроакустического преобразования в многоэлементных преобразователях для акустооптики. // Материалы XII Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике. чЛ. Саратов. 1983 г. с. 329-330.

9. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Толстиков. Акустооптические методы измерения затухания упругих волн в коротковолновой части СВЧ диапазона. // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Измерительные комплексы и системы". ТИЛСУР. Томск. 4.2,1981 г. с. 66-67.

10. *М.А.Григорьев, В.В.Петров. Пьезоэлектрический многоэлементный преобразователь для авгоподстройки под угол Брэгга. Л.С. № 1218868. Приоритет изобретения 15.06.1983 (не публикуется).

11 ,*М. А.Григорьев, В.В.Петров. Преобразователь акустических волн. A.C. №1170936. Приоритет изобретения 27.04.83 (не публикуется).

12. *М.А.Григорьев, В.В.Петров. Измерение фотоупругих постоянных в кристаллах алюмоигтриевого граната, легированного эрбием. // Материалы XI11 Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике. 4.2. Черновцы. Киев. 1986 г. с.210.

13. *С.А.Баженов, М.А.Григорьев, В.В.Петров. Затухание продольных акустических волн в Х-срезе ниобата лития на частоте 9.1 ГГц. // Акустический журнал. t.XXXI 11. вып.4. 1987. с.766-767.

14. * В.В.Петров, М.А.Грпгоръев. Преобразователь объемных акустических воли. A.C. № 1335111. Приоритет изобретения 22.05.85 (не публикуется).

15. *В.В.Петров. Акустооптическое устройство. A.C. № 1331295. Приоритет изобретения 06.06.84 (не публикуется).

16. *М.А.Григорьев, Р.И.Бурштейн, В.В.Петров. Многоэлементный электроакустический преобразователь. Авторское свидетельство № 1521245. Приоритет'изобретения 14.07.1987 г. (не публикуется).

17. *В.В.Петров, М.А.Григорьев. Авторское свидетельство N 1434566, Приор. 10.06.1986. Опубл. 30.10.1988. Бюл. №40.

18. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Тслстиов. Эффективность многоэлементных электроакустических преобразователей (МЭАП), обеспечивающих автоподстройку звукового пучка. II Материалы Всесоюзной конференции «Применение акустооптических методов и устройств в промышленности». Ленинград. 1984. с.37-41.

19. *М.А.Григорьев, В.В.Петров. Управление параметрами лазероиого излучения и спектральный анализ при использовании акустооптического брэгтовского рассеяния па частотах ~10 ГГц. // 10 Всесоюзная конференция "Акустоэлектроника и физическая акустика твердого тела" Ленинград. 1991 г. ч.4. с. 40-42.

20. *М.А.Григорьев, Б.Д.Защев, В.В,Петров, А.В.Толстиков. Измерение коэффициента электроакустического преобразования и затухания упругих СВЧ волн эхо-методом. Вопросы электроники СВЧ. Межвузовский научный сборник. Изд. Саратовского университета. 1983г. с.70-83.

21. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, Г.И.Пылаееа, А,И.Мищенко. Брэттовские акустооптические ячейки для частот 5 и 10 ГГц. Н 2-я Всесоюзная конференция по оптической обработке информации, г.Фрунзе. 23-28 мая. 1990 г. с. 23-26.

22 ,*М.А.Григоръев, В.В.Петров, А.В.Толсттое. СВЧ-преобразователь с микрополосковой возбуждающей системой. // Радиотехника и Электроника, т.35, N 12. 1990 г. с. 2611-2617.

23. *М.А.Григорьев, В.В.Петров, А.В.Талстиков. Сверхвысокочастотный пьезопреобразователь с электродами конечной толщины в качестве нагрузки коаксиальной линии. // Радиотехника и электроника т.35. N9. 1990 с. 19771987. с. 1977-1987.

24. *В.В.Петров, М.А.Григорьев, А.И.Толстиков. Акустооптический дефлектор. Патент РФ N 2136032. Приоритет 8.12.1997. Публ.27.08.1999.Бюл. №24.

25. *M.A.Grigor'ev, V.V.Petrov. Control of laser radiation parameters and spectrum analysis using acousto-optic Bragg scattering at rf frequency 10 GHz. // Proceedings of International CLEO conference. Baltimore. Maryland. USA12-17 May. 1991. p.240.

26. *V. V.Petrov. Highfrequency (up to Acousto-Optics 10 GHz) Acoustooptics and Applications. The way of development. // Proceedings of SPIE Volume 1844.

1992. p.342-348.

27. *M.A.Grigor'ev, V.V.Petrov, G.I.Pylaeva, A.l.Mischenko. Bragg acoustooptical cells for centimeter radio wave range. // Acoustooptics: Research and Development School-Seminar. Leningrad. June 27- July 1. 1990. p. 18-20.

28. *V. V.Petrov. Super High Frequency - (10 GHz) Acousto-Optics. The Peculiarity of Devices Design. // Ultrasonics Intemational'93. Conference Proceedings. 6-8 July.

1993. Vienna. Austria, p. 81-84.

29. *V. V.Petrov, B.M.Gurev V.I.Ziborov A.D.Chemobrovkin. Wideband (20 MHz-160 MHz) acousto-optical standing-wave modulator for fluorometry and mode synchronization. // Optical Information Processing of SPIE. Vol.2051 1993. p. 124-128.

30. *V.Petrov, J.Sapriel. Quality jump of super high frequency Acousto- Optics. Bragg cells on the base of the use of some properties of GasAs and InP. // International Symposium on Surface waves in solids and layered structures and National conference on Acoustoelectronics. 17-23 May 1994. Moscow-St.Petersburg, p.207-211.

31. * V.Petrov, B.Gur,ev V.Kolosov S.Kuryshov S.Lapin. Using of acoustooptical resonant conditions in GaAs and InP for the creation of high efficiency 2 Ghz bandwidth Bragg cell. // Spring School on Acousto-optics May, 1995. Poland Proceedings of SPIE.V.2643. p.202-208,

32. *B.B. Петров и др. Устройство для возбуждения гаперзвуковых волн. А.С. Ш 1593535. Приоритет 18.07.1988.Г. (не публикуется).

33. *V. V.Petrov, В .Gur'ev V.Kolosov S.Kuryshov S.Lapin, J.Sapriel. High Efficiency 2 GHz bandwidth Bragg Cells on the Basis of Acousto-Optical Resonant Conditions in GasAs and InP. //World Syxnp. On Ultrasonics. Berlin. Sept. 1995.p.31-37.

34. *V. V.Petrov, M.A Grigor'ev A.V.Tolsticov S.S.Kuryshov Ju.N.NavrotskaJa. Analysis of the possibility of realization of Acoustooptical Bragg isotropic diffraction in crystals of LiNbOa using multielement piezoelectric transducers. // 6 month report Contract between Saratov State University and Thomson Microsonics (France) July. 1995. 102c.

35. *V.V.Peirov, M.A.Grigar'evA.V.TolslicovS.S.Kuryshov, Jn.N.Navrots-kaja. Design and description of phase arrays and masks schemes for electrodes spattering or etching. // Final report Contract between Saratov State University and Thomson Microsomes (France) Dec. 1995. 87c.

36. *М.А.Григоръев, В.В.Петров. Влияние на эффективность широкополосного акустооптического взаимодействия сдвига фазы на период многоэлементного преобразователя. // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по оптической обработке информации. ч.1. Ленинград. 1983 г. с,28.

37. *V.Petrov, B.Gur'ev, V.Kolosov, S.Kuryshov, S.Lapin, J. Sapriel. On acoustooptical resonant conditions in GaAs and InP for the creation of high efficiency 2 GHz bandwidth Bragg cell. // Photonics and Optoelectronics N 3. New York - Moscow. October 1995. p. 12-18.

38. *V.Petrov. The moving window model for wideband Acousto optical interaction. // Photonics and Optoelectronics 1997. T.3. N 4. p. 139-146.

39. *М.Л.Григорьев, В.В.Петров, Ю.А.Зюрюкип, А.В.Толстиков. Анализ многоэлементных электроакустических преобразователей, обеспечивающих согласованное управление акустическим полем в брэгговских акустооптических устройствах на коротковолновом участке СВЧ - диапазона. !! Известия ВУЗов СССР. Т. 25. № 8. 1982. с. 948 - 957.

40. W.Petrov. How to create 3 GHz bandwidth AO hragg cell. // Advances in Acoustooptics'96 10-th topical meeting of the European Optical Society. France Telecom CNET. 6-7 June 1996. Paris. France, p.46-47.

41. *V.Pe(rov. What about more than 2 GHz acousto-optical interaction bandwidth. //Proc. Intern. Symposium on Optical Information Processing St. Petersburg. June

1996. p.27-31.

42. *V.Petrov. Variable thickness multielement transducer for wideband acoustooptical interaction. // Proc. Jnternational.SympAcoustoelectronics Frequency Control and Singal Generation. Moscow. Sept. 1996. p.21-22.

43 ,*B.B.Петров. Широкополосные акусто-оптические гиперзвуковые брэгговские ячейки. // Письма в ЖТФ . Т.22. Вьга.22 1996. стр. 11-15.

44. *В.В.Петров. Многоэлементный электроакустический преобразователь. Патент РФ № 2085983 наизобр. Приор. 12.04.95 г. Публ. 27.07.97, Бюл. № 21.

45. *В.В.Петров. Установка для электронного формирования трехмерного топографического изображения. Свидетельство на полезную модель № 5270. Приор. 13.11.96 г. Публ. 16.10.97. Бюл. № 10.

46. *В.В.Петров. Устройство для электронного формирования трехмерного топографического изображения. Свидетельство на полезную модель № 5267. Приор. 20.09.96 г. Публ. 16.10.97. Бюл. № 10.

47. *V.Petrov, I.Nefedov, S.Lapin. Computation of variable parameters phased array transducer for wideband bragg cell. // Acoustooptical Club Proc. St.Petersburg June.

1997. p.65-68.

48. *V.Petrov. Acoustooptical display for the creation of 3-D holographical image. // Acoustooptical Club Proc. St.Petersburg . June 1997.p.95.

49. *B.В.Петров. Акустооптический метод формирования топографического изображения в телевизионных и компьютерных дисплеях. И Труды 25-й

Международной Школы-Симпозиума по Когерентной Оптике и Голографии, Ярославль. Сентябрь. 1997. с. 141-144.

50. *В.В.Петров, Д.А.Егорушкт. Моделирование голографических телевизионных и Компьютерных дисплеев. Межвузовский научный сборник. Изд. ПКЦ. г.Саратов. 1997. стр.85-87.

51. *В.В.Петров. Акустооптические голографические дисплеи для формирования динамических объемных голографических и стереоскопических изображений. // Тезисы Школы по Оптике, Лазерной физике и Опгоэяекгронике, 25-28 ноября 1997 г. Саратов. СГУ, ИПТМиУ, СФИРЭ, с.7.

52. *В.В.Летров. Метод создания широкополосных акустооптических гиперзвуковых брэгговских ячеек //ЖТФ. 1997. том 67. № 11. стр. 53-57.

53. *М.А.Григорьев Ю.Н.Навроцкая В.В.Прохоров, В.В.Петров, A.S.Толстикос. Влияние поперечной расходимости «Звукового» пучка на эффективность акустооптического взаимодействия. // Оптика и спектроскопия. 1998. том 84. №2. с.307-311.

54. *V. V.Petrov, M.Á.Grigor'ev, A.V.ToJstikov. AeroSense'98, International Exhibition, Orlando 14-16 April 1998. USA. Exhibit Guide, p.8.

55. *V.V.Petrov, M.A.Grigor'ev, A.V.Tolstikov, V. V.Prokhorov. Sensors for acoustical microscopy and opto acoustical applications. // Thesises of International conference on coherent optics. Saratov. 1998. p. 10.

56.* Petrov V.V., Genina E.A.,Lapin S.A. Laser opto-acoustics. Main methods and principles (Review). // Proc. SPIE. Yol.3726-786X/99. p.200-205.

57. *Э.А.Генипа, В.В.Яем/аде.Ультразвуковые методы диагностики и лечения в современной медицине. И Вестник рентгенологии и радиологии.№ 5. Москва. 1998. с.52-55.

58. *В.В.Петров. Установка для электронного формирования трехмерного Топографического изображения. Патент РФ № 2117975 на изобретение. Приор. 13.11.96. Публ. 20.08.98. Бюл.№23.

59. *И.С.Нефедов, В.В.Петров. Многоэлементные гиперзвуковые пьезопреобразователи с медлмшо меняющимися параметрами для акустооптических устройств. // Письма в ЖТФ. т.25. вып. 5. 1999. с. 70 - 75.

60. *В.В.Петров, С.А.Лапин. О влиянии непараллельности поверхностей пьезослоя на полосу частот электроакустического пьезопреобразоватеяя. // ЖТФ. т. 69. вып. 3. 1999. с.72 -73.