由驻波理论,相邻波腹间和相邻波节间的距离都等于半波长,为什么超声光栅常数等于超声波的波长?
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问题描述：
由驻波理论,相邻波腹间和相邻波节间的距离都等于半波长,为什么超声光栅常数等于超声波的波长?
钮兴昱回答：
大家知道,电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发射出来的.电视机接收到电信号再经过解调,还原成图像和声音.激光打印机激光器射出的光束也载有数据信息,这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过程.只是此过程是由声光调制器转换的.声光调制器的调制频率可达30MHz左右,特性稳定,因此大多数的激光打印机都采用这种调制器.声光调制器的工作原理是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点,实现对激光束传播方向的控制.激光束欲完成图文信息的映像任务,必须用图文信息进行调制,恰如电视台将图像及声音信号调制到无线电波上去,方能在电视机中解调出图像与声音信号一样.声光调制器的工作原理,是利用声光效应产生布雷格衍射,若在玻璃及晶体等超声媒质中产生超声波,便将引起周期性的折射率变化,而成为相位型衍射栅,光栅常数等于超声波波长,当激光束射到超声媒质中时,激光束即产生衍射,衍射光的强度及方向会随超声波的频率及强度而变化,即为声光效应.
当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射,由入射角折射的光线传播而形成相位变化的衍射光栅,光栅常数等于超声波的波长λ.如果激光束射入超声媒体中,激光束就会产生衍射,衍射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化,这就是声光效应.根据波干涉的加强条件,入射光和衍射光的方向满足布雷格方程：
θi=θd=θB
sinθB=λ/2A=λf/2v(v=fA)
式中：θi：入射光与超声波面的夹角；λ：光在介质中的波长；θd：衍射光与超声波面的夹角；A：超声波波长；θB：布雷格角；f：超声波频率.θB
很小时,sinθB≈θd,则方程可简化为：θi=θd=θB=λf/2v,当衍射光和入射光的夹角为α时,则：α=θi+θd=2θB=λf/v.式中α为偏转角,它与超声波的频率成正比.改变超声波频率f,就可以改变偏转角α,从而达到控制激光束方向的目的.
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