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本文中对正常声光偏转器超声跟踪进行了系统地研究。具体研究内容包括声光效应的分类和声光互作用的耦合波理论;由此得出正常声光互作用耦合波方程,通过求解方程得出衍射效率的计算公式。在此基础上,分析指出了单片结构的主要缺点是:要进入布拉格区和得到较大的衍射效率,L应取得大;但要得到较大的布拉格带宽,L应取得小。为了克服这些困难提出了超声跟踪的思想,也就是采用多片换能器结构。
我们分别对平面结构和阶梯结构进行了超声跟踪的优化设计。在保证3dB带宽达到倍频程条件要求的前提下,选出最佳换能器片数№与最佳跟踪频率。并对超声跟踪与非超声跟踪进行了分析对比,得出最佳设计参数,并拟合出相对带宽一相对长度曲线。
分析表明,平面结构的超声跟踪有一个显著的缺点,其超声能量的利用率不太高。造成这个缺点的基本原因在于:在平面结构中,各换能器的最强辐射方向指向零级超声方向,采用阶梯结构就可以克服这个缺点。
对于阶梯结构,我们取换能器转过角度ψ与γ<,c>相等,在超声跟踪和非超声跟踪两者具有相同的声光互作用相对长度的条件下,超声跟踪声光偏转器获得的相对带宽是非跟踪偏转器的6.09倍,在两者具有相同相对带宽的条件下,超声跟踪声光偏转器的声光互作用相对长度是非跟踪偏转器的5.4倍。