Акустооптические свойства стекол GexS100–x и акустооптический модулятор на их основе

Abstract

Проведены комплексные исследования акустических и акустооптических свойств стекол GexS100–x. Определены их основные параметры, такие как показатель преломления, плотность, скорости продольной и поперечной ультразвуковых волн, упругооптические коэффициенты, коэффициенты акустооптического качества. Показана возможность использования стеклообразных сульфидов германия Ge₃₀S₇₀, Ge₂₅S₇₅ в качестве материала светозвукопровода акустооптического модулятора и приведены его основные параметры. В режиме дифракции Брегга модулятор на длине волны 0,633 нм He—Ne-лазера характеризуется следующими параметрами: рабочая частота ультразвука 80 МГц, максимальная полоса модулирующих частот 10 МГц, дифракционная эффективность 40%, быстродействие около 80 нс.

Проведено комплексні дослідження акустичних та акустооптичних властивостей стекол GexS100–x. Визначено їх основні параметри, а саме показник заломлення, густину, швидкість поздовжньої та поперечної ультразвукових хвиль, пружнооптичні коефіцієнти, коефіцієнти акустооптичної якості. Показано можливість використання склоподібних сульфідів германію Ge₃₀S₇₀, Ge₂₅S₇₅ як середовища світлозвукопроводу акустооптичного модулятора і наведено його основні параметри. У режимі дифракції Брегга модулятор на довжині хвилі 0,633 нм He—Ne-лазера характеризується наступними параметрами: робоча частота ультразвуку 80 МГц, максимальна смуга моделюючих частот 10 МГц, дифракційна ефективність 40%, швидкодія близько 80 нс.

The investigation of acousto-optic properties of GexS100–x glasses, which had shown that they are perspective lightsoundwire material for manufacturing of acousto-optic devices for controlling the laser radiation in the visible spectral region was performed. Taking into account the technological conditions for synthesis of glasses with optical quality the two optimal compositions, Ge₃₀S₇₀ and Ge₂₅S₇₅, were proposed for fabrication of optical-acoustic modulator. These compositions possess the high optical perfection and transmission in the spectral range of 0.4—11 μm, the moderate optical absorption of 2—3 dB/cm, their acoustic quality factor ~100 times exceeds those of quartz. The construction and main parameters of the acousto-optic modulator based on Ge30S70 and Ge25S75 glasses as lightsoundwire material and the converter is a plate of lithium niobate single crystal were described. In Bragg diversion mode the modulator has the maximum bandwidth of the modulating frequencies — 10 MHz, the diffraction efficiency — 40%, the speed — near 80 nanoseconds.