автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование и разработка широкополосных акустооптических дефлекторов с поверхностным возбуждением ультразвука для измерителей параметров СВЧ-радиосигналов

На правах рукописи

Пелипенко Михаил Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ШИРОКОПОЛОСНЫХ АКУСТООПТИЧЕСКИХ ДЕФЛЕКТОРОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ СВЧ-РАДИОСИГНАЛОВ

Специальность 05.27 01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03445 Ю9

Таганрог - 2008

003445109

Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники Технологического института Южного федерального университета в г Таганрог (ТТИ ЮФУ)

Научный руководитель- доктор технических наук,

профессор

Роздобудько Виктор Власович (ТТИ ЮФУ)

Официальные оппоненты заслуженный деятель науки и техники, доктор технических наук, профессор Тимошенко В И (ТТИ ЮФУ, г Таганрог), кандидат технических наук, начальник отдела Дикарев Б Д (ОАО «НИК «Тристан», г Таганрог)

Ведущая организация ФГУП «Ростовский-на-Дону На-

учно-Исследовательский Институт Радиосвязи», г Ростов-на-Дону (ФГУП «РНИИРС»)

Защита состоится « 28 » августа 2008 г в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212 208.23 в Технологическом институте Южного федерального университета в г Таганроге по адресу 347922, Ростовская обл , г Таганрог, ул Шевченко 2, ауд Е-306

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной библиотеке Южного федерального университета

Автореферат р.

Ученый секрета; диссертационно д. т. н , профессо

2008 г

Чернов Н Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сегодня акустооптические (АО) методы и средства обработки информации подвержены «жесткому теснению» со стороны цифровой техники Высокие темпы развития вычислительной техники, ее элементной базы и технологии обеспечивают возможность разработки все более эффективных в техническом и технологическом отношениях устройств цифровой техники, в том числе радиотехнического назначения Однако существует ряд задач, при решении которых цифровые средства уступают акустооптическим К числу таких актуальных задач относится проблема разработки аппаратуры измерения параметров СВЧ-радиосигналов, обладающей мгновенными полосами анализа > 1000 МГц, точностью измерения частоты >(0 1-10) МГц, частотным разрешением менее (1-5) МГц, способной функционировать в динамическом диапазоне уровней входных сигналов, превышающем 40 дБ Основную функциональную нагрузку в таких измерителях несут акустооптические дефлекторы (АОД), параметры которых являются определяющими для любой акустооптической аппаратуры

С точки зрения технологии изготовления АОД СВЧ-диапазона длин волн АОД с поверхностным возбуждением объемных ультразвуковых волн являются наиболее простыми

Исследованию вопроса возбуждения ультразвуковых волн поверхностными преобразователями (например, системой металлических электродов типа встречно-штыревых - ВШП), потенциально применимых для АОД, посвящены многие работы отечественных и зарубежных авторов Однако указанные исследования касаются, в основном, элементов на поверхностных акустических волнах, в которых возбуждаемые, наряду с поверхностными, объемные волны являются паразитными

В ряде технических приложений «паразитные» объемные волны могут быть использованы в полезных целях Такой областью техники, где упомянутое использование является эффективным, а следовательно актуальным, можно, в первую очередь, считать АО средства измерения параметров радиосигналов, в них, как то отмечалось выше, АОД с поверхностным возбуждением объемных акустических волн несут основную нагрузку Исследованию таких АОД посвящено единичное число публикаций отечественных исследователей, при этом отсутствуют работы, в которых анализ или расчет частотных, энергетических и других параметров АОД проводился бы с учетом особенностей ВШП как СВЧ-преобразователя, так и с учетом характеристик элементов, входящих в структурную схему АО измерителя характеристик лазерного источника света, характеристик элементов оптического тракта, конструктивных и фотоэлектрических характеристик используемых фотоприемников Именно поэтому проведенные исследования и разработка АОД с поверхностными противофазными преобразователями, предназначенными для работы в составе АО измерителей, обладающих совокупностью параметров, задаваемых современными потребностями практики, являются актуальными

Целью диссертационной работы является разработка методов расчета и проектирования СВЧ АОД с поверхностным возбуждением ультразвука, предназначенных для работы в составе широкополосных измерителей параметров радиосигналов, а также их экспериментальное исследование

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи

1 Разработать подход к решению задачи об учете расходимости оптического излучения при расчете полосы частот АО взаимодействия в АОД с поверхностным возбуждением ультразвука на примере акустического поля, сформированного ВШП

2 Разработать метод расчета основных частотных и энергетических параметров АОД с поверхностным возбуждением ультразвука

3 Экспериментально исследовать влияние расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД, выполненных на основе ниобата лития (1л№>03)

4 Провести экспериментальное исследование разработанных АОД с многоэлементными поверхностными преобразователями

5 Исследовать возможности улучшения существующих схем АО измерителей параметров СВЧ-радиосигналов на основе АОД с поверхностным возбуждением ультразвука

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Проведен анализ влияния расходимости оптического излучения на основные частотные и энергетические параметры АОД на примере акустического поля, сформированного ВШП Получены расчетные зависимости полосы частот АО взаимодействия от величины расходимости

2 Предложена геометрии одного из основных элементов АОД -светозвукопровода, обеспечивающая снижение уровня оптических шумов, увеличение точности позиционирования дифрагированного сигнала, а также увеличение дифракционной эффективности

3 Предложен метод расчета основных энергетических параметров СВЧ АОД на основе поверхностного преобразователя встречно-штыревого типа

4 Представлены результаты экспериментальных исследований АОД с поверхностным преобразователем в составе специализированного стенда и в составе АО измерителей параметров радиосигналов

5 Экспериментально исследованы схемы предложенных акустооптических устройств на основе разработанных АОД, предназначенных для анализа параметров СВЧ-радиосигналов, отличающиеся расширенными полосами рабочих частот и повышенной чувствительностью

Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в следующем

1 Разработанный и экспериментально опробованный метод расчета частотных и энергетических параметров АОД с поверхностным возбуждением ультразвука СВЧ-диапазона длин волн обеспечивает возможность гарантиро-

ванной реализации основной совокупности их параметров, а именно полосы рабочих частот, дифракционной эффективности, ее неравномерности и КСВ

2 Разработан измерительный стенд для исследования частотных и энергетических параметров АОД диапазона частот (0 7-2 2) ГГц

3 Экспериментально подтверждена возможность расширения в (1 2-1 4) раза полосы рабочих частот АОД и уменьшения неравномерности их дифракционной эффективности с увеличением расходимости модулируемого лазерного излучения

4 Разработаны и изготовлены АОД в диапазоне частот (0 7-2 5) ГГц для длин волн света 0 532, 0 633 и 0 657 мкм с полосами пропускания 500 и 1000 МГц, дифракционной эффективностью (1-3) %/Вт, неравномерностью (36) дБ и КСВ входа <2

5 Разработанные и экспериментально исследованные АО измерители параметров СВЧ-радиосигналов, в которых исследуемые АОД несут основную функциональную нагрузку, прошли натурные испытания на территории ряда заинтересованных организаций, по-видимому впервые в отечественной практике заинтересованным потребителям предлагаются АО измерители с мгновенной полосой ~ 1 ГГц, точностью измерения частоты (1-2) МГц, частотным разрешением (2-6) МГц и многосигнальным динамическим диапазоном >40 дБ

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Постановка и решение задачи расчета частотных и энергетических параметров АОД СВЧ-диапазона на основе 1лМЬ03 с эквидистантными решетками поверхностных преобразователей и ее экспериментальная проверка.

2 Анализ АЧХ изотропных АОД при различных углах падения света на рабочие грани АОД и различных режимах его работы

3 Результаты теоретического и экспериментального исследования влияния расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД

4 Геометрия светозвукопровода АОД на основе ниобата лития, обеспечивающая увеличение точности позиционирования дифрагированного светового сигнала, а также увеличение дифракционной эффективности

5 Результаты разработки СВЧ АОД с поверхностным возбуждением ультразвука

6 Результаты экспериментального исследования разработанных АОД в составе АО измерителей параметров СВЧ-радиосигналов

Внедрение результатов работы. Изложенные в диссертации результаты исследований, относящиеся как к АОД, так и к АО измерителям параметров СВЧ-радиосигналов, получены автором в процессе выполнения ряда НИР и ОКР (х/д-13201 - х/д-13210, х/д-13245, х/д-13248) по акустооптической проблематике, задаваемых, в том числе, в рамках Государственных оборонных

заказов в соответствии с постановлениями Правительства РФ № 35-2 от 22 01 2003 г и № 825-50 от 29 12 2005 г

В частности, в НИР по х/д-13245, выполненной ТРТУ в период 20002003 гг по ТЗ в/ч-21882, г Москва, использовались АОД диапазонов (0 951 2) ГГц и (1 5-2 0) ГГц, в НИР по х/д 13248, выполненной ТРТУ в период 2003-2005 гг по ТЗ СПП РАН, разработаны и внедрены многоканальные АОД, в НИР по х/д 13203, выполняемой ТРТУ в период 2004-2005 гг по ТЗ ФГУП ВНИИС, г Воронеж разработаны и прошли полигонные испытания АО измерители впервые в отечественной практике обеспечившие значение многосигнального динамического диапазона, превышающего 40 дБ

Разработанные АОД с мгновенной полосой рабочих частот 1 0 ГГц внедрены в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете (в НУЦ «Оптоэлектронные проблемы информатики»), где они используются в составе собственных широкополосных АО измерителей, предназначенных для дистанционного мониторинга состояния озонового слоя Земли

Законченный в функциональном отношении АО измеритель, в составе которого АОД с полосой рабочих частот 0 5 ГГц нес основную нагрузку, прошел натурные испытания на территории ФГУП «ГКБ «Связь», г Ростов-на-Дону, обеспечивая возможность автоматического измерения, отображения и накопления реальных сигналов спутниковой системы связи

Наиболее законченными в конструкторско-технологическом отношении АОД диапазона (1 5-2 0) ГГц и АО измерители, в которых реализовано техническое решение по патенту 55151 РФ (МПК7 G01R 23/17, Акустооптический приемник-частотомер, авторы Новиков В М , Пелипенко М И , Роздобудь-ко В В ) внедрены в ОКР «Разработка автономного радиотехнического комплекса национальных информационно-измерительных средств судна связи «Маршал Крылов» (шифр «Мореное - РТК - МК», индекс 14Б133) Составная часть упомянутой ОКР выполняется ТТИ ЮФУ по ТЗ ОАО «Радиофизика», г Москва в соответствии с постановлением Правительства РФ «О государственном оборонном заказе на 2006 г » от 29 12 2005 г, № 825-50 Внедрение патента нашло отражение в документации на блок обнаружения сигналов (шифр ОБЮЗ) комплекса 14Б133 «Комплект РКД на акустооптический измеритель параметров сигналов СИКЛ 468151 101» (Рабочая конструкторская документация выпущена под децимальными номерами предприятия ОАО «Радиофизика»)

Внедрение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры радиотехнической электроники ТТИ ЮФУ, а также конференциях

-VIII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с Дивноморское, 1419 сентября 2002 г ,

- IV Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика - 2002», г Москва, 19-21 ноября2002 г,

-VIII Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин», г Н Новгород, 23 декабря 2003 г ,

- IX Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с Дивноморское, 12-17 сентября 2004 г,

-VII International Conference for Young Researchers «Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems», St Petersburg, Russia, 12-15 September 2004,

- Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Высокие информационные технологии в науке и производстве», г Ростов-на-Дону, 21-24 марта, 2005 г ,

- Молодежной конференции «Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН», г Ростов-на-Дону, 15-21 апреля 2005 г ,

- XI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь», г Воронеж, 12-14 апреля 2005 г ,

- 13-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2006», г Зеленоград, 19-21 апреля2006 г,

-2-ой Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Высокие информационные технологии в науке и производстве», г Ростов-на-Дону, 25-28 апреля 2006 г,

- VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», г Таганрог, 19-20 октября 2006 г,

-X Международной научной конференции и школы-семинара «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с Дивноморское, 24-29 сентября 2006 г ,

- 14-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2007», г Зеленоград, 18-20 апреля 2007 г

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 30 работ, включающих 10 статей, в том числе 3 статьи в журналах из списка ВАК, 16 тезисов докладов на научно-технических конференциях различного (в том числе международного) уровня, 1 патент РФ на изобретение и 3 патента РФ на полезные модели

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка и приложений Общий объем диссертации составляет 167 страниц (без приложений), включая 55 рисунков, 17 таблиц и библиографический список из 112 отечественных и зарубежных источников

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и основные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведено краткое содержание диссертационной работы

Первый раздел посвящен обзору опубликованных работ по теме диссертации, проанализированы существующие подходы и методы расчета частотных и энергетических параметров АОД, показана необходимость их модификации применительно для АОД с поверхностным возбуждением ультразвука СВЧ-диапазона длин волн

На основе выполненного обзора показано, что для области СВЧ технологически проще изготовить преобразователь АОД в виде электродной структуры, обеспечивающей возможность генерации ультразвука в сверхшироких полосах частот При этом одним из наиболее распространенных и удобных в изготовлении преобразователей является встречно-штыревой (ВШП)

Проанализированы методы расчета и особенности конструктивно-технологического выполнения СВЧ-преобразователей АОД и цепей их широкополосного согласования с внешним СВЧ-трактом

Показана значимость АОД для АО измерителей параметров радиосигналов, откуда, в сочетании с предъявляемыми к ним современными требования, следует актуальность разработки технологически доступных широкополосных АОД

Во втором разделе проведен анализ избирательности АО взаимодействия с заданной расходимостью оптического и акустического пучков в режиме дифракции Брэгга для случая ВШП Предложена модель учета расходимости оптического излучения 0 при дифракции на акустическом поле, сформированным ВШП в светозвукопроводе АОД

Впервые получено выражение для расчета полосы частот АО взаимодействия А/ по заданному уровню неравномерности дифракционной эффективности в зависимости от расходимости оптического излучения 0

В разделе представлены результаты расчетов полосы частот АО взаимодействия Д/ (среда взаимодействия - 1лЫЬОз (п =2 3), центральная частота

/о = 1750 МГц, период расположения электродов ВШП с! = 16 10~6 м, число электродов N = 136, скорость распространения звука в кристалле и = 3590 м/с, общий уровень, по которому вычисляется А/", равен 6 дБ) от расходимости 0 для разных длин волн оптического излучения (рис 1), а так же от длины ВШП

Рис 1 Зависимость полосы частот Д/ от расходимости 0

Предложена геометрия светозвукопровода АОД, устраняющая повторную дифракцию при «внутренних» отражениях лазерного луча (рис 2) Выполнены и сопоставлены результаты расчетов светорассеяния в прямоугольной и предложенной геометриях светозвукопровода

Рис 2 Предложенная геометрия светозвукопровода АОД

Полученные в разделе результаты позволяют рассчитывать полосу частот АО взаимодействия А/ АОД с поверхностным возбуждением ультразвука, оценивать форму частотной характеристики АОД, а также определять геометрию светозвукопровода с минимальными световыми потерями, обеспечивающую повышение точности позиционирования дифрагированного светового сигнала и дифракционной эффективности Последнее решение защищено патентом РФ, полученным в соавторстве

В третьем разделе в качестве начального этапа предложенного метода расчета основных энергетических параметров АОД с поверхностным возбуж-

дением ультразвука представлен обоснованный выбор геометрии АО взаимодействия

Представлено также обоснование выбранной эквивалентной электрической схемы преобразователя (рис 3, а) с учетом потерь в шинах и потерь в самих электродах ВШП Яп, а также двух вариантов согласующей цепи, которые позволяют конструктивно и технологически выполнить их совместно с ВШП непосредственно на верхней грани светозвукопровода АОД Это упрощает конструкцию АОД в целом и снижает его весогабаритные параметры На данное решение получен патент на полезную модель в соавторстве

Пример топологии поверхностного преобразователя совместно с согласующей цепью, рассчитанной в данном разделе, приведен на рис 3, б В разделе 4 приведено экспериментальное исследование АОД на основе разработанной топологии

б)

Рис 3 Преобразователь АОД а - эквивалентная схема, 6 - пример топологии

Для заданных исходных данных, выполнен расчет значений элементов эквивалентной электрической схемы преобразователя ЯП1, Ср,, Я и,, ¿о, Для выбранных схем получены выражения для полного комплексного сопротивления преобразователя Ян Проанализированы зависимости КСВ в полосе

частот А/ для преобразователя с центральной частотой 1750 МГц и трех вариантов числа электродов N ВШП (рис 4, а)

Рис 4. Частотные зависимости а - КСВ, б - дифракционной эффективности п АОД

В основе предложенного метода расчета частотных и энергетических параметров АОД лежит расчет акустической мощности, генерируемой ВШП в объем его светозвукопровода, определяемой в соответствии с формулой

2ЯИ \

где ин (/) - комплексная амплитуда напряжения на входе цепи преобразователя (см рис 3 ,а), Р() - мощность СВЧ-сигнала на входе АОД, Л0 - волновое сопротивление внешней передающей линии, Г(/) - коэффициент отражения, - сопротивление потерь в шинах, Яи - сопротивление излучения ВШП, ДЯ(/) - полное сопротивление преобразователя (с согласующей цепью)

На рис 4, б представлена рассчитанная частотная зависимость дифракционной эффективности г) АОД для топологии преобразователя, показанной на рис 3, б и выбранной эквивалентной электрической схемы - рис 3, а

Предложенный в данном разделе метод позволяет выполнить расчет акустической мощности, дифракционной эффективности АОД в приближении плоского поля, а также анализировать поведение дифракционной эффективности в зависимости от параметров и конфигурации выбранной схемы преобразователя и согласующей цепи

В четвертом разделе представлены результаты экспериментальных исследований АОД с поверхностным возбуждением ультразвука Фотографии АОД представлены на рис 5

§| М1КР

ф

750- 1250) МГц. : АОД диапазона (1500-2000) МГц

11111111111

У

1 ■ АОД диапазона (750 -125«^ 5И1 п

•2200) МГц —'

Рис. 5. Внешний вид исследованных АОД

Разработанные для длин волн света 0.532, 0.633 и 0.657 мкм АОД исследовались в частотных диапазонах (0.7-1.2) ГГц, (1.5-2.0) ГГц и (1.2-2.2) ГГц. Просветление рабочих граней АОД, а также контроль его качества для А. = 0.532 мкм и X = (0.63-0.66) мкм проводились на ОАО «Казанский Оптико-Механический Завод», г. Казань в соответствии с ОСТ 3-1901-95.

Измерение параметров АОД осуществлялось на специализированном стенде, обеспечивающем точность установки частоты, измерения мощности входного сигнала, а также мощности лазерного излучения на уровнях соответственно равных ± 0.02%, ± 2% и ± 9%.

Основной целью исследований было проведение сопоставительного анализа теоретических и экспериментальных частотных и энергетических параметров АОД. Однако по той причине, что разработанные АОД предназначались для последующего использования в составе АО измерителей параметров радиосигналов, то они исследовались при значительно больших вариациях исходных данных, чем то предполагалось в теории. В частности, АЧХ АОД исследовались при различных углах падения света, при различных параметрах расходимости падающего лазерного излучения и его поляризации; дополнительно исследовалась форма аппаратной функции АОД и влияние на ее параметры просветления рабочих граней АОД, степени «усечения» падающего гауссова пучка света и др. Измерение многосигнального динамического диапазона АОД (1.5-2.0) ГГц осуществлялось в составе АО измерителя параметров радиосигналов последовательного типа. Экспериментальное исследование АОД диапазона (1.5-2.0) ГГц показало, что они обладают следующим набором параметров:

• дифракционная эффективность < 3 %/Вт,

• неравномерность дифракционной эффективности в полосе рабочих частот 4 дБ,

• максимальная апертура по свету 10 мм,

• скорость акустических волн 3 6><103м/с,

• КСВ по входу 13-5,

• максимальная мощность СВЧ-сигнала 1 Вт

Типовые АЧХ этих АОД с системой возбуждения ультразвука, описанной в разделе 2, приведены на рис 6 Показано, что для АОД диапазона (1 52 0) ГГц можно констатировать совпадение экспериментальных и теоретических значений дифракционной эффективности (см рис 4, б и рис 6) в пределах ~ 3 дБ

г), отн ед

Рис 6 Экспериментальные АЧХ АОД диапазона (1 5-2 0) ГГц

Для этих же АОД результаты измерений АЧХ при разных значениях расходимости © представлены на рис 7 Показано, что при вариации © в пределах от 0 001 рад до 0 040 рад А/ расширяется от 500 МГц до 800 МГц Установлено, что теоретические и экспериментальные зависимости Д/ = ф(0) (см рис 8) находятся в удовлетворительном соответствии

1200 1300 1400 1500 1600 П00 1800 1900 2000 2100 ^ МГц

Рис 7 К вопросу о влиянии 0 на А/ АОД а - одногорбые АЧХ, б - двугорбые АЧХ

А/ МГц

Х.0= 0 63 мкм

теоретическая

кривая

экспериментальная

кривая

"Ж

001 . 0015

а)

0 003 0 006 0009 ^0012 0015 001! рад

002 0, рад

Рис 8 Зависимости а - полосы частот А/, б - дифракционной эффективности г| от расходимости 0

АЧХ для группы АОД диапазона (1 2-2 2) ГГц приведены на рис 9 Для этих АОД А/ по уровню (3-6) дБ неравномерности дифракционной эффективности г| составила 1000 МГц при ее абсолютном значении (0 3-0 5) %/Вт

Рис 9 Экспериментальные АЧХ АОД диапазона (1 2-2 2) ГГц

При исследовании влияния просветления (для \ = 0 657 мкм, проведенного по ОСТ 3-1901-95) на параметры АОД диапазона (1 5-2 0) ГГц получено, как того и следовало ожидать в соответствии с данными раздела 2, увеличение их дифракционной эффективности на = 10 % Однако, что более важно, реализовано подавление в пределах > 30 дБ паразитного светового сигнала ¡¿2, образованного отражениями на гранях светозвукопровода АОД основного светового сигнала ¡¿¡, что иллюстрируется рис 10, на котором представлены осциллограммы аппаратной функции одного из АОД, полученные до просветления -рис 10, а и после просветления - рис 10, б

а) б)

Рис 10 Осциллограмма аппаратной функции АОД

Экспериментально продемонстрировано, что со степенью подавления уровня паразитного светового максимума связаны предельные значения разрешения, точности измерения частоты и динамического диапазона АО измерителей параметров радиосигналов

По результатам исследования влияния поляризации модулируемого лазерного излучения на параметры АОД констатируется, что в АОД, использующих кристаллы ЬгЫЬОз Ъ среза, при возбуждении в них сдвиговых волн со скоростью 3 6 103 м/с, поляризованных вдоль оси У, дифракция имеет место, если плоскость поляризации падающего излучения перпендикулярна плоскости АО взаимодействия, при этом поляризация дифрагированного излучения не отличается от поляризации падающего

Представленные в разделе результаты экспериментальных исследований обеспечивают реализационные основы создания отечественных АОД, предназначенных для эксплуатации в составе СВЧ-измерителей параметров радиосигналов

В пятом разделе диссертации представлено описание результатов исследования разработанных АОД в составе АО измерителей параметров радиосигналов последовательного и параллельного типов, выполненных по общей

классической схеме, включающей последовательно расположенные полупроводниковый лазер, коллиматор, АОД, Фурье-объектив, линейки ФПУ с последовательным или параллельным съемом информации и соответствующие устройства ее обработки В данных АО измерителях реализован следующий набор параметров мгновенная полоса - (500-1000) МГц, точность измерения несущей частоты - (1-2) МГц, частотное разрешение - (2-6) МГц, многосигнальным динамический диапазон - (30-40) дБ

В процессе разработки и исследования АО измерителей традиционной конфигурации они были усовершенствованы в структурном и оптическом отношениях, улучшение было обеспечено за счет использования особенностей применяемых АОД с поверхностным возбуждением ультразвука

Рис 11 Схема АО приемника-частотомера

Одно из таких технических решений, обеспечивающих возможность функционирования измерителя в двухоктавной полосе рабочих частот, иллюстрируется схемой, приведенной на рис 11

Представленная схема включает в себя одноэлементный ФПУ, что упрощает как сам измеритель, так и последующее устройство обработки На рис 11 обозначено: 1 - длиннофокусная линза, 2, 3 - плоские зеркала, 4, 5 - короткофокусные линзы На техническое решение по рис 11 получен патент РФ на полезную модель пат 55151 Российская Федерация, МПК7 G01R 23/17 Аку-стооптический приемник-частотомер / Новиков В M, Пелипенко M И, Роздобудько В В , заявитель и патентообладатель Таган гос радиотехн ун-т -№ 2006108939/22 , заявл 21 03 2006 , опубл 27 07 2006, бюл № 21

В разделе также представлены результаты разработки и экспериментального исследования предложенной конфигурации АО измерителя последовательного типа, оптическая схема которого изображена на рис 12, схема представлена так, как то нашло отражение в конструкторской документации вышеупомянутой ОКР «ОБ-ЮЗ»

Выходная плоскость источника

А А

1/ 11 и Ч I-1 У I

т< 233 1] т(1 I

Рис 12 Схема АО измерителя параметров радосигналов

Именно в этом АО измерителе (Пат 68137 Российская Федерация, МПК7 001Я 23/17 Акустооптический измеритель параметров радиосигналов / Пелипенко М И [и др ] , заявитель и патентообладатель ТТИ ЮФУ -№2006140818/22 , заявл 17 11 2006 , опубл 10 11 2007, бюл №31 ), отличающемся повышенной чувствительностью и расширенным уровнем измеряемых радиосигналов был реализован набор параметров, делающий его конкурентоспособным, в том числе с цифровыми измерителями аналогичного назначения

В заключении приведены основные результаты выполненных исследований и выводы по работе

В приложениях приведено обоснование выбора ориентации светозву-копровода АОД относительно его кристаллофизических осей и акты внедрения результатов диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем

1 Предложен, разработан и экспериментально опробован метод расчета частотных и энергетических параметров СВЧ АОД с поверхностным возбуждением объемных ультразвуковых волн

2 Проведен анализ влияния расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД с поверхностным преобразователем встречно-штыревого типа, получены соотношения для расчета полосы рабочих частот, проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных

3 Рассмотрены особенности дифракции лазерного излучения в АОД для режима Брэгга и предложена геометрия светозвукопровода, обеспечивающая повышение точности позиционирования дифрагированного сигнала и увеличение дифракционной эффективности АОД

4 Представлены результаты экспериментального исследования основных параметров и характеристик разработанных АОД на специализированном измерительном стенде

5 Проведено экспериментальное исследование разработанных АОД в составе акустооптических измерителей параметров СВЧ-радиосигналов

6 Предложены схемы акустооптических устройств на основе АОД с поверхностным возбуждением ультразвука, предназначенных для измерения параметров СВЧ-радиосигналов, предложенные измерители отличаются расширенными полосами рабочих частот, лучшей чувствительностью и большим значением динамического диапазона уровней измеряемых сигналов по сравнению с известными аналогами

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах из списка ВАК

1 Пелипенко, М И Исследование влияния расходимости света на параметры СВЧ акустооптических дефлекторов с поверхностным возбуждением ультразвука /МИ Пелипенко // Известия вузов России Радиоэлектроника -2007 -№6 -С 16-21

2 Пелипенко, М И Акустооптический СВЧ-дефлектор на длину волны 0 532 мкм /МИ Пелипенко, В В Роздобудько // Известия вузов России Радиоэлектроника -2008 -№1 -С 18-22

3 Роздобудько, В В Многоканальный акустооптический дефлектор с планарной замедляющей системой возбуждения ультразвука / В В Роздобудько, С С Шибаев, М И Пелипенко // Приборы и техника эксперимента -2005 - № 4 - С 110-117

Статьи в других изданиях

4 Акустооптический СВЧ-дефлектор с решеткой пьезопреобразователей типа ВШП /МИ Пелипенко [и др ] // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2004 -Вып 1 -С 68-78

5 Роздобудько, В В Экспериментальное исследование акустоопти-ческого измерителя параметров радиосигналов / В В Роздобудько, И И Пивоваров, M И Пелипенко // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2005 - Вып 2-С 18-42

6* Роздобудько, В В Быстродействующий измеритель параметров СВЧ-радиосигналов / В В Роздобудько, M И Пелипенко // Специальная техника -2006 - Вып 1 - С 28-36

7 Пелипенко, M И Влияние расходимости света на параметры акусто-оптических СВЧ-дефлекторов /МИ Пелипенко, С С Шибаев, В В Роздобудько // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2006 -Вып 2-С 171-176

8 Роздобудько, В В Исследование влияния просветления светозвуко-провода акустооптического дефлектора на его «радиотехнические» параметры/В В Роздобудько, В M Новиков, M И Пелипенко // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2006 -Вып 3 -С 181-187

9 Оптимизация АЧХ акустооптического СВЧ-дефлектора с поверхностным щелевым пьезопреобразователем /МИ Пелипенко [и др ] // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2006 -Вып 3 -С 134-148

10 Роздобудько, В В Акустооптический СВЧ-дефлектор с поверхностным возбуждением ультразвука на "зеленую" длину волны света / В В Роздобудько, M И Пелипенко // Вопросы специальной радиоэлектроники Сер ОВР -2007 - Вып 1 -С 145-151

Патенты

11 Пат 2284559 Российская Федерация, MnK7G02F 1/33 Акустооптический дефлектор / Роздобудько В В , Пивоваров И И , Пелипенко M И , заявитель и патентообладатель Таган гос радиотехн ун-т -№2005107525/28, заявл 17 03 2005 , опубл 27 09 2006, Бюл № 27

12 Пат 55151 Российская Федерация, MnK7G01R 23/17 Акустооптический приемник-частотомер / Новиков В M , Пелипенко M И , Роздобудько В В , заявитель и патентообладатель Таган гос радиотехн ун-т -№ 2006108939/22 , заявл 21 03 2006 , опубл 27 07 2006, Бюл № 21

13 Пат 68137 Российская Федерация, МПК7 G01R 23/17 Акустооптический измеритель параметров радиосигналов / Пелипенко M И [и др], заявитель и патентообладатель ТТИ ЮФУ - №2006140818/22, дата подачи 17 11 2006, дата опубл 10 11 2007, бюл № 31

* Журнал «Специальная техника» входит в список ВАКа с 2007 года

14 Пат 70717 Российская Федерация, МПК7 G02F 1/29 Акустооптиче-ский дефлектор / Пелипенко M И , Кузнецов Е В , Роздобудько В В , заявитель и патентообладатель Южный федеральный университет -№ 2007132714/22, дата подачи 30 08 2007, дата опубл 10 02 2008, бюл №4

Труды конференций

15 Акустооптический приемник-частотомер на основе ПЗС/ M И Пелипенко [и др ] // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники тр VIII Международной научно-технической конференции, с Дивноморское, 14-19 сентября 2002 г - Таганрог Изд-во ТРТУ, 2002 -С 86

16 Роздобудько, В В Возбуждение объемных акустических волн в LiNb03 двухэлектродным преобразователем / В В Роздобудько, Е Ф Ганус, M И Пелипенко // Электроника и информатика - 2002 тр IV Международной научно-технической конференции, г Москва, 19-21 ноября 2002 г - M . Изд-во МИЭТ, 2002 -С 47

17 Шибаев, С С Исследование СВЧ акустооптического приемника-частотомера с полупроводниковым лазером / С С Шибаев, M И Пелипенко, В В Роздобудько // Методы и средства измерений физических величин тр

VIII Всероссийской научно-технической конференции, г H Новгород, 23 декабря 2003 г-Н Новгород Межрегиональное Верхне-Волжское отделение Академии технологических наук РФ, 2003 - С 1

18 Пелипенко, M И Оптимизация параметров малоапертурных акусто-оптических дефлекторов /МИ Пелипенко, В M Новиков, В В Роздобудько // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники тр

IX Международной научно-технической конференции, с Дивноморское, 12-17 сентября 2004 г - Таганрог Изд-во ТРТУ, 2004 - С 170-172

19 Исследование неоднородности распределения чувствительности в фотодиодах фотоматрицы ФПУ-14 /МИ Пелипенко [и др] // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники тр IX Международной научно-технической конференции, с Дивноморское, 12-17 сентября 2004 г -Таганрог Изд-во ТРТУ, 2004 - С 172-175

20 Pelipenko, M I Optimization of parameters small aperture acousticopti-cal deflectors / M I Pelipenko // Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems VII International Conference for Young Researchers, St Petersburg, Russia, 12-15 September 2004 - Saint-Petersburg State University for Aerospace Instrumentation, 2004 - P 29-30

21 Роздобудько, В В Акустооптический панорамный измеритель параметров СВЧ-радиосигналов / В В Роздобудько, А Б Буянов, M И Пелипенко // Высокие информационные технологии в науке и производстве Часть 1 тр Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, г Ростов-на-Дону, 21-24 марта, 2005 г - Ростов-на-Дону . Изд-во Рост ун-та, 2005 -С 20-22

22 Пелипенко, М И Оптимизация аппаратной функции акустооптиче-ского дефлектора с многоэлементным пьезопреобразователем / М И Пелипенко, Д П Волик // Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН тр Молодежной конференции, г Ростов-на-Дону, 15-21 апреля 2005 г - Ростов-на-Дону Изд-во ЮНЦ РАН, 2005 - С 257

23 Пелипенко, М И Особенности АЧХ акустооптических дефлекторов с многоэлементными пьезопреобразователями / М. И Пелипенко, А Г Патю-ченко // Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН тр Молодежной конференции, г Ростов-на-Дону, 15-21 апреля 2005 г - Ростов-на-Дону . Изд-во ЮНЦ РАН,

2005 -С 258

24 Роздобудько, В В Многоканальный акустооптический дефлектор с поверхностной системой возбуждения ультразвука / В В Роздобудько, М И Пелипенко, С С Шибаев // Радиолокация, навигация, связь Том 2 тр XI Международной научно-технической конференции, г Воронеж, 12-14 апреля 2005 г - Воронеж Изд-во НПФ «САКВОЕЕ» ООО, 2005 - С 1201-1209

25 Пелипенко, М И Анализ эффективности СВЧ акустооптического дефлектора с многоэлементным поверхностным преобразователем ультразвука / М И Пелипенко, В В Роздобудько // Микроэлектроника и информатика -

2006 тр 13-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов, г Зеленоград, 19-21 апреля 2006 г - М МИЭТ, 2006 -С 135

26 Пелипенко, М И Результаты разработки и испытаний акустооптического измерителя параметров радиосигналов параллельного типа /МИ Пелипенко, В В Роздобудько, А Б Буянов // Высокие информационные технологии в науке и производстве тр 2-ой Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, г Ростов-на-Дону, 25-28 апреля 2006 г - г Ростов-на-Дону Изд-во Рост ун-та, 2006, - С 14-15

27 Пелипенко, М И Результаты экспериментального исследования влияния расходимости света на частотные и энергетические параметры акустооптических СВЧ-дефлекторов /МИ Пелипенко // Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления тр VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов, г Таганрог, 19-20 октября 2006 г - Таганрог Изд-во ТРТУ, 2006 -С 271-272

28 Пелипенко, М И Экспериментальное исследование влияния расхо-димостей света и звука на частотные и энергетические параметры акустооптических СВЧ-дефлекторов /МИ Пелипенко, С С Шибаев // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Часть 2 тр X Международной научной конференции и школы-семинара, с Дивноморское, 24-29 сентября 2006 г - Таганрог Изд-во ТРТУ, 2006 - С 231-233

29 Пелипенко, М И Широкополосный СВЧ акустооптический дефлектор для средств оптической обработки информации /МИ Пелипенко, Т В Бакаргок, В В Роздобудько // Микроэлектроника и информатика - 2007

тр 14-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов, г Зеленоград, 18-20 апреля 2007 - М МИЭТ, 2007 -С 130

30 Ерещенко, Ю В Разработка высокоточных алгоритмов определения координат световых целей в широкополосных средствах радиоконтроля / Ю В Ерещенко, Д П Волик, М И Пелипенко // Электроника - 2007 , тр Всероссийской молодежной конференции, г Зеленоград, 5-7 сентября 2007 -М МИЭТ,2007 -С 37

Личный вклад автора в публикациях, выполненных в соавторстве, состоит в следующем

в [5, 6, 15, 17, 19, 21, 30] - выполнен анализ схемы АО измерителя, проведен расчет отдельных его оптических компонентов, а также проведены экспериментальные исследования,

в [3, 4, 9, 16, 23] - выполнен обзор существующих способов возбуждения объемных акустических волн, проведен расчет распределения электрического поля двухэлектродного поверхностного преобразователя, проведены измерения аппаратной функции АОД с поверхностным преобразователем,

в [8, 18, 25, 29] - выполнены теоретические исследования оптических потерь в светозвукопроводе АОД на основе ЬДОЮз, проанализирована возможность увеличения динамического диапазона и дифракционной эффективности АОД, предложена оптимальная геометрия его светозвукопровода,

в [10, 12, 13, 26] - выполнено моделирование оптических схем измерителей, проанализирована возможность улучшения параметров известных АО измерителей,

в [2, 7, 28] - предложен и осуществлен метод учета влияния расходимости оптического излучения на параметры АОД, проведены и обработаны экспериментальные исследования влияния расходимости света на параметры и характеристики АОД,

в [11, 14, 22, 24] - рассчитаны параметры АОД такие как дифракционная эффективность и полоса рабочих частот, проведено экспериментальное исследование их характеристик

Издательство Технологического института Южного федерального университета в г Таганроге

ГСП 17А, Таганрог, 28, Некрасовский, 44 Типография Технологического института Южного федерального университета в г Таганроге Таганрог, 28, ГСП 17А, Энгельса, 1 Зак №_Тираж 100 экз

Список основных сокращений и обозначений.

Введение.

1 Анализ литературы по теме диссертационной работы.

1.1 Итоги раздела.

2 Собственная частотная характеристика АОД и анализ оптических потерь.

2.1 Избирательность и полоса частот АО взаимодействия.

2.2 Угол падения оптического излучения при изменении частоты сигнала.

2.3 Частотная характеристика АОД.

2.4 Оптимальная геометрия светозвукопровода АОД.

2.4.1 АОД с прямоугольной геометрией светозвукопровода.

2.4.2 АОД с предложенной геометрией светозвукопровода.

2.5 Итоги раздела.

3 Расчет основных энергетических параметров АОД.

3.1 Геометрия взаимодействия и описание основных элементов АОД.

3.2 Эквивалентная электрическая схема ультразвукового преобразователя.

3.3 Расчет значений элементов эквивалентной схемы преобразователя.

3.4 Расчет дифракционной эффективности АОД.

3.5 Итоги раздела.

4 Экспериментальное исследование АОД с поверхностным возбуяедением ультразвука.

4.1 Описание исследуемых АОД, их конструктивные и технологические особенности.

4.1.1 АОД диапазона (700-1200) МГц.

4.1.2 АОД диапазона (1500-2000) МГц.

4.1.3 АОД диапазона (1200-2000) МГц.

4.1.4 Многоканальный АОД.

4.1.5 Конструкция и технология изготовления АОД.

4.2 Стенд для измерения параметров АОД.

4.3 Влияние расходимости оптического излучения на основные параметры АОД.

4.4 Влияние просветления рабочих граней кристалла АОД на его динамический диапазон.

4.5 Поляризация оптического излучения при дифракции.

4.6 Исследование АОД диапазона (700-1200) МГц.

4.7 Исследование АОД диапазона (1500-2000) МГц.

4.8 Исследование АОД диапазона (1200-2000) МГц.

4.9 Исследование многоканального АОД.

4.10 Итоги раздела.

5 Применение АОД в составе АО параметров радиосигналов.

5.1 Типовые схемы АО измерителей.

5.2 Роль АОД в составе АО измерителей.

5.3 Разработка широкополосного АО измерителя.

5.3.1 Описание АО измерителя; его конструкторско-технологические особенности.

5.3.2 Экспериментальное исследование АО измерителя.

5.4 Итоги раздела.

Сегодня акустооптические (АО) методы и средства обработки информации подвержены «жесткому теснению» со стороны цифровой техники. Высокие темпы развития вычислительной техники, ее элементной базы и технологии обеспечивают возможность разработки все более эффективных в техническом и технологическом отношениях устройств цифровой техники, в том числе радиотехнического назначения. Такие устройства полностью совместимы с современными ЭВМ, что позволяет, в общем, эффективно выполнять ряд задач обработки информации. Производители аппаратуры цифровой обработки радиосигналов заявляют о высоких параметрах, таких как точность измерения, многоканальность, чувствительность, рабочий диапазон частот и др. Тем не менее, существуют задачи, в решении которых в настоящее время цифровые средства уступают акустооптическим. Цифровые устройства, с существующей сегодня скоростью работы микропроцессоров, не способны обеспечивать широкую (> 500 МГц) мгновенную полосу анализа радиосигналов с приемлемым частотным разрешением. Актуальность АО средств повышается при решении задач измерения параметров сигналов области СВЧ.

Акустооптические устройства для измерения параметров радиосигналов позволяют проанализировать полосу рабочих частот в сотни мегагерц за десятки микросекунд, обеспечивая при этом многоканальный режим, приемлемый динамический диапазон и др. При этом, одним из вариантов их работы является последовательный анализ информации об измеряемых сигналах в рабочем диапазоне частот. Другим методом является) параллельный съем информации. В таких устройствах быстродействие повышается до единиц микросекунд и даже сотен наносекунд. Такой важный параметр (быстродействие) обеспечивается, главным образом, работой и особенностями акустооптического модулятора (АОМ) или дефлектора (АОД). Это устройство является главным элементом АО аппаратуры обработки информации.

АОД представляет собой СВЧ-устройство, предназначенное для пространственного отклонения лазерного излучения. Длина волны излучения лазера может, как принадлежать видимой области (0.4 — 0.8 мкм) так и быть за ее пределами. АОД имеет в своем составе светозвукопровод, в котором распространяется ультразвуковая волна. Эта волна, распространяясь в твердом теле или жидкости, создает локальные сжатия и разряжения среды. Вследствие эффекта фотоупругости из-за механических напряжений возникают изменения диэлектрической проницаемости, а, следовательно, изменения показателя-преломления среды. В среде образуются периодические слои с отличающимся показателем преломления. Эта структура движется со скоростью звука и имеет период, равный длине ультразвуковой волны. При прохождении лазерного излучения через такую периодическую структуру возникает дифракция. Быстродействие АОД определяется, главным образом, скоростью распространения ультразвуковой волны в светозвукопроводе и размером световой апертуры.

Исследованию вопроса возбуждения объемных ультразвуковых волн поверхностными преобразователями (например, системой металлических электродов), потенциально применимого для АОД, посвящены многие работы как отечественных, так и зарубежных авторов. Подробно изложены результаты расчетов как геометрических и электрических параметров, так и характеристик поверхностных электродных преобразователей. Главным образом, такие исследования- были направлены для устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Разработка АОД на основе поверхностного возбуждения объемных ультразвуковых волн, способных работать в составе АО измерителей, требует изучения особенностей их работы совместно, например, с реальными источниками оптического излучения, а также совместного функционирования с другими элементами АО измерителей. Работ, посвященных изучению подобных вопросов- не известно, а содержащих описание результатов разработки АОД с поверхностным возбуждением объемных ультразвуковых волн крайне мало. Хотя результаты теоретических исследований такой возможности имеются в работах как отечественных, так и зарубежных авторов. Именно поэтому результаты диссертационной работы будут полезны при разработке таких устройств. Это во многом определяет актуальность данной работы, посвященной исследованию и разработке широкополосных акустооптических дефлекторов с поверхностным возбуждением ультразвука для измерителей параметров СВЧ-радиосигналов.

К достоинствам поверхностного возбуждения, применимого также для АОД диапазона СВЧ, является относительная простота изготовления электродных структур, возможность генерации ультразвука в сверхшироких полосах частот, а также возможность частотного сканирования1- управления углом отклонения оси диаграммы направленности (ДН) возбуждаемого ультразвукового пучка.

Для АОД с поверхностным возбуждением характерным является незначительная дифракционная эффективность, значение которой в большинстве случаев не превышает единиц процентов. Однако этот недостаток можно считать «полезным» в случае применения АОД в спектроанализаторах или частотомерах, когда ставится задача обеспечения их широкого динамического диапазона.

В настоящей, работе представлены результаты разработки и исследований АОД на основе пьезокристалла ниобата лития (LiNb03) с поверхностным возбуждением ультразвука, предназначенных для работы в составе АО измерителей параметров радиосигналов. В представленных АОД генерация ультразвуковых волн- в объем пьезокристалла осуществляется системой противофазных металлических электродов — встречно-штыревым преобразователем (ВШП). Такие преобразователи широко применяются в устройствах на ПАВ, для которых сопутствующие им объемные акустические волны являются паразитными.

Целью диссертационной работы является разработка методов расчета и проектирования СВЧ АОД с поверхностным возбуждением ультразвука, предназначенных для работы в составе широкополосных измерителей параметров радиосигналов, а также их экспериментальное исследование.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработать подход к решению задачи об учете расходимости оптического излучения при расчете полосы частот АО взаимодействия в АОД с поверхностным возбуждением ультразвука на примере акустического поля, сформированного ВШП.

2. Разработать метод расчета основных частотных и энергетических параметров АОД с поверхностным возбуждением ультразвука.

3. Экспериментально исследовать влияние расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД, выполненных на основе ниобата лития (LiNbOs).

4. Провести экспериментальное исследование разработанных АОД с многоэлементными поверхностными преобразователями.

5. Исследовать возможности улучшения существующих схем АО измерителей параметров СВЧ-радиосигналов на основе АОД с поверхностным возбуждением ультразвука.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведен анализ влияния расходимости оптического излучения на основные частотные и энергетические параметры АОД на примере акустического поля, сформированного ВШП. Получены расчетные зависимости полосы частот АО взаимодействия от величины расходимости.

2. Предложена геометрии одного из основных элементов АОД — светозвукопровода, обеспечивающая снижение уровня оптических шумов, увеличение точности позиционирования дифрагированного сигнала, а также увеличение дифракционной эффективности.

3. Предложен метод расчета основных энергетических параметров СВЧ АОД на основе поверхностного преобразователя встречно-штыревого типа.

4. Представлены результаты экспериментальных исследований АОД с поверхностным преобразователем в составе специализированного стенда и в составе АО измерителей параметров радиосигналов.

5. Экспериментально исследованы схемы предложенных акустооптических устройств на основе разработанных АОД, предназначенных для анализа параметров СВЧ-радиосигналов, отличающиеся расширенными полосами рабочих частот и повышенной чувствительностью.

Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в следующем:

1. Разработанный и экспериментально опробованный метод расчета частотных и энергетических параметров АОД с поверхностным возбуждением ультразвука СВЧ-диапазона длин волн обеспечивает возможность гарантированной реализации основной совокупности их параметров, а именно: полосы рабочих частот, дифракционной эффективности, ее неравномерности и КСВ.

2. Разработан измерительный стенд для исследования частотных и энергетических параметров АОД диапазона частот (0.7-2.2) ГГц.

3. Экспериментально подтверждена возможность расширения в (1.2-1.4) раза полосы рабочих частот АОД и уменьшения неравномерности дифракционной эффективности с увеличением расходимости модулируемого лазерного излучения.

4. Разработаны и изготовлены АОД в диапазоне частот (0.7-2.5) ГГц для длин волн света 0.532, 0.633 и 0.657 мкм с полосами пропускания 500 и 1000 МГц, дифракционной эффективностью (1-3) %/Вт, неравномерностью (36) дБ и КСВ входа < 2.

5. Разработанные и экспериментально исследованные АО измерители параметров СВЧ-радиосигналов, в которых исследуемые АОД несут основную функциональную нагрузку, прошли натурные испытания на территории ряда заинтересованных организаций; по-видимому, впервые в отечественной практике заинтересованным потребителям предлагаются АО измерители с мгновенной полосой ~ 1 ГГц, точностью измерения частоты (1-2) МГц, частотным разрешением (2-6) МГц и многосигнальным динамическим диапазоном > 40 дБ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Постановка и решение задачи расчета частотных и энергетических параметров АОД СВЧ-диапазона на основе ЫЫЬОз с эквидистантными решетками поверхностных преобразователей и ее экспериментальная проверка.

2. Анализ АЧХ изотропных АОД при различных углах падения света на рабочие грани АОД и различных режимах его работы.

3. Результаты теоретического и экспериментального исследования влияния расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД.

4. Геометрия светозвукопровода АОД на основе ниобата лития, обеспечивающая увеличение точности позиционирования дифрагированного светового сигнала, а также увеличение дифракционной эффективности.

5. Результаты разработки СВЧ АОД с поверхностным возбуждением ультразвука.

6. Результаты экспериментального исследования разработанных АОД в составе АО измерителей параметров СВЧ-радиосигналов.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 30 работ, включающих 10 статей, в том числе 3 статьи в журналах из списка ВАК, 16 тезисов докладов на научно-технических конференциях различного (в том числе международного) уровня, 1 патент РФ на изобретение и 3 патента РФ на полезные модели.

Содержание работы определили указанные цели и задачи.

Диссертация состоит, из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка и' приложений. Общий объем диссертации составляет 167 страниц (без приложений), включая 55 рисунков, 17 таблиц и библиографический список из 112 отечественных и зарубежных источников.

Во введении4 обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и основные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведено краткое содержание диссертационной работы.

Первый раздел посвящен обзору опубликованных работ по теме диссертации, проанализированы существующие подходы и методы расчета частотных и энергетических параметров АОД, показана необходимость их модификации применительно для АОД с поверхностным возбуждением ультразвука СВЧ-диапазона длин волн.

На основе выполненного обзора показано, что для области СВЧ технологически проще изготовить преобразователь АОД в виде электродной структуры, обеспечивающей возможность генерации ультразвука в сверхшироких полосах частот. При этом одним из наиболее распространенных и удобных в изготовлении преобразователей является встречно-штыревой. Проанализированы методы расчета* и особенности конструктивно-технологического выполнения СВЧ-преобразователей АОД и цепей их широкополосного согласования с внешним СВЧ-трактом.

Показана значимость АОД для АО измерителей параметров радиосигналов, откуда, в сочетании с предъявляемыми к ним современными требования; следует актуальность разработки технологически доступных широкополосных АОД.

Во втором разделе проведен анализ избирательности АО взаимодействия с заданной расходимостью оптического и акустического пучков в режиме дифракции Брэгга для случая ВШП. Предложена модель учета расходимости оптического излучения 0 при дифракции на акустическом поле, сформированным ВШП в светозвукопроводе АОД.

Впервые получено выражение для расчета полосы частот АО взаимодействия Af/)0 по заданному уровню неравномерности дифракционной эффективности в зависимости от расходимости оптического излучения 0 и от длины ВШП L.

Предложена геометрия светозвукопровода АОД, устраняющая повторную дифракцию при внутренних отражениях лазерного луча, повышая, таким образом, точность позицирования дифрагированного луча. Выполнены и сопоставлены результаты расчетов светорассеяния в прямоугольной и предложенной геометриях светозвукопровода.

Полученные в разделе результаты позволяют рассчитывать полосу частот АО взаимодействия АОД с поверхностным возбуждением ультразвука, оценивать форму частотной характеристики АОД, а также определять геометрию светозвукопровода с минимальными световыми потерями, обеспечивающую повышение точности позиционирования дифрагированного светового сигнала и дифракционной эффективности. Последнее решение защищено патентом РФ, полученным в соавторстве.

В третьем разделе в качестве начального этапа предложенного метода расчета основных энергетических параметров АОД с поверхностным возбуждением ультразвука представлен обоснованный выбор геометрии АО взаимодействия, получены соотношения, устанавливающие связь компонентов тензора деформации и направления активной составляющей возбуждающего электрического поля. Представлено также обоснование выбранной эквивалентной электрической схемы преобразователя с учетом потерь в шинах Яш и потерь в электродах ВШП Rn, а также двух вариантов согласующей цепи, которые позволяют конструктивно и технологически выполнить их совместно с ВШП непосредственно на верхней грани светозвукопровода АОД. Это упрощает конструкцию АОД в целом и снижает его весогабаритные параметры. На данное решение получен патент на полезную модель в соавторстве.

В качестве заключительного этапа- предложенной методики расчета основных энергетических параметров АОД выполнен расчет акустической мощности в объеме светозвукопровода Pa{f), а также по формуле Гордона значения дифракционной эффективности на центральной частоте rj(/o)

В четвертом разделе представлены результаты экспериментальных исследований АОД с поверхностным возбуждением ультразвука. Измерены основные параметры и характеристики одноканальных и многоканального АОД. Проведено экспериментальное исследование влияния расходимости оптического излучения на основные энергетические параметры и характеристики АОД. Исследованы АЧХ АОД, зависимости полосы рабочих частот Af, значения дифракционной эффективности г|, ее неравномерности Arj в рабочем диапазоне частот от расходимости оптического излучения 0. Проведено сопоставление экспериментальных данных и теоретических, рассчитанных в разделе 2 данной диссертационной работы.

Разработанные для длин волн света 0.532, 0.633 и 0.657 мкм АОД исследовались в частотных диапазонах (0.7-1.2) ГГц, (1.5-2.0) ГГц и (1.22.2) ГГц. Полученные результаты подтверждают, что разработанные АОД могут с успехом применяться в составе АО аппаратуры для измерения параметров радиосигналов.

В пятом разделе диссертации представлено1 описание результатов исследования разработанных АОД в составе АО измерителей параметров радиосигналов последовательного и параллельного типов, выполненных по общей классической схеме, включающей последовательно" расположенные полупроводниковый лазер, коллиматор, АОД, Фурье-объектив, линейки ФПУ с последовательным или параллельным съемом информации и соответствующие устройства ее обработки. Приведена разработанная оптическая схема измерителя параллельного типа, обеспечивающая работу в полосе 500 МГц с минимальной длительностью обрабатываемых радиосигналов, равной 0.2 мкс. Приведены результаты разработки АО измерителя последовательного типа с оптической схемой, обеспечивающей повышение уровня чувствительности.

В заключении приведены основные результаты выполненных исследований и выводы по работе.

В Приложении А приведено обоснование выбора ориентации светозвукопровода АОД относительно кристаллофизических осей. t

В Приложении Б представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы.

Решения, приведенные в данной работе, направлены на создание доступных широкополосных АОД, на совершенствование их параметров и характеристик, а также на улучшение характеристик АО измерителей параметров СВЧ-радиосигналов, где АОД несут основную функциональную нагрузку, а также на повышение конкурентоспособности АОД с изделиями зарубежных производителей.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 25 работах (статьи, тезисы, три патента), докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры радиотехнической электроники ТТИ ЮФУ, конференциях:

VII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с. Дивноморское, 14-19 сентября 2002 г.;

IV Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика - 2002», г. Москва, 19-21 ноября 2002 г.;

VIII Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин», г. Н. Новгород, 23 декабря 2003 г.;

IX Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с. Дивноморское, 12-17 сентября 2004 г.;

VII International Conference for Young Researchers «Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems», St. Petersburg, Russia, 12-15 September 2004;

Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Высокие информационные технологии в науке и производстве», г. Ростов-на-Дону, 21-24 марта, 2005 г.;

Молодежной конференции «Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН», г. Ростов-на-Дону, 15-21 апреля 2005 г.;

XI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь», г. Воронеж, 12-14 апреля 2005 г.;

13-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика — 2006», г. Зеленоград, 19-21 апреля 2006 г.;

2-ой Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Высокие информационные технологии в науке и производстве», г. Ростове-на-Дону, 25-28 апреля 2006 г.;

VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», г. Таганрог, 19-20 октября 2006 г.;

X Международной научной конференции и школы-семинара «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», с. Дивноморское, 24-29 сентября 2006 г.;

14-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2007», г. Зеленоград, 18-20 апреля 2007.

Личный вклад автора в публикациях, выполненных в соавторстве, состоит в следующем: в [А1, A3, А5, А9, А10, А14] - выполнен анализ типовой схемы АО измерителя, расчет отдельных оптических компонентов, а также проведены экспериментальные исследования характеристик разработанных АО измерителей последовательного и параллельного типов; в [А2, А6, А8, А12, А21] — выполнен обзор существующих способов возбуждения объемных акустических волн, выполнен расчет распределения электрического поля двухэлектродного поверхностного преобразователя, а также многоэлементного ВШП, проведен расчет и экспериментальные измерения аппаратной функции АОД с поверхностным преобразователем; в [А4, А15, А20, А22] — выполнены теоретические исследования оптических потерь в светозвукопроводе АОД на основе LiNb03, проанализирована возможность увеличения динамического диапазона и дифракционной эффективности, предложена оптимальная геометрия светозвукопровода, оформлена заявка на изобретение; в [А16, А23, А24] - выполнено моделирование оптических схем измерителей, проанализирована возможность улучшения параметров существующих устройств, проведен расчет и показано реальное увеличение полосы анализируемых частот и чувствительности АО измерителей; в [А18, А19] - выполнен анализ учета зависимости расходимости оптического излучения при дифракции в АОД на основе ВШП, проведены и обработаны экспериментальные исследования влияния расходимости света на параметры и характеристики АОД; в [All, А13, А25] - рассчитаны параметры топологии преобразователя АОД такие как число и период расположения электродов, значение дифракционной эффективности и полосы рабочих частот, проведены экспериментальные измерения параметров и характеристик изготовленных широкополосных АОД с поверхностным возбуждением ультразвука.

Результаты диссертационной работы были использованы при разработке информационной оптоэлектронной системы для дистанционного мониторинга атмосферного озона, а также широкополосного акустооптического спектрометра для радиоастрономии в НУЦ «Оптоэлектронные проблемы информатики» кафедры радиофизики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета; в составе акустооптических измерителей по работам, проводимым в ФГУП «ГКБ «Связь» (г. Ростов-на-Дону); в работах ОАО «Радиофизика» (г. Москва).

Автор выражает признательность научному руководителю — доктору технических наук, профессору Роздобудько Виктору Власовичу за большую помощь, внимание и чуткое руководство, а также оппонентам, преподавателям кафедры радиотехнической электроники ТТИ ЮФУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе на основе обзора отечественной и зарубежной литературы обоснованы актуальность проведения исследований и разработки широкополосных АОД с поверхностным возбуждением ультразвука для АО измерителей параметров радиосигналов, выбор материала и геометрии одного из основных элементов АОД - светозвукопровода, проанализированы существующие подходы и методики расчета частотных и энергетических параметров АОД, а также показана необходимость модификации методик расчета применительно для АОД с поверхностным возбуждением ультразвука области СВЧ.

Основные теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:

1. Проведен анализ влияния расходимости оптического излучения на частотные и энергетические параметры АОД с поверхностным противофазным преобразователем встречно-штыревого типа и получены соотношения для расчета полосы рабочих частот при таком взаимодействии, а также проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных.

2. Рассмотрены особенности дифракции лазерного излучения в АОД для режима Брэгга и предложена геометрия светозвукопровода, обеспечивающая повышение точности позицирования дифрагированного сигнала и увеличение дифракционной эффективности.

3. Предложен, разработан и экспериментально опробован метод расчета основных энергетических параметров СВЧ акустооптических дефлекторов (АОД) с поверхностным возбуждением объемных акустических волн.

4. Представлены результаты экспериментального исследования основных параметров и характеристик разработанных АОД на специализированном измерительном стенде.

5. Проведено экспериментальное исследование разработанных АОД в составе акустооптических измерителей параметров СВЧ-радиосигналов.

6. Предложены схемы акустооптических устройств на основе изготовленных АОД с поверхностным возбуждением ультразвука для анализа параметров СВЧ-радиосигналов, обеспечивающие расширение полосы рабочих частот и увеличение чувствительности.

1. Корпел, А. Акустооптика / Адриан Корпел ; пер. с англ. М. : Мир, 1993.-240 с.

2. Магдич, Л. Н. Акустооптические устройства и их применение / Л. Н. Магдич, В. Я. Молчанов. М. : Сов. радио, 1978. - 112 с.

3. Балакший, В. И. Физические основы акустооптики / В. И. Балакший, В. Н. Парыгин, Л. Е. Чирков. М. : Радио и связь, 1985. - 280 с.

4. Дьелесан, Э. Упругие волны в твердых телах. Применение для обработки сигналов / Э. Дьелесан, Д. Руайе ; перевод с фр. ; под ред. В. В. Леманова. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 424 с.

5. Бондаренко, В. С. Акустооптические модуляторы света/ В. С. Бондаренко, В. П. Зоренко, В. В. Чкалова. М. : Радио и связь, 1988. - 136 с. : ил. — (Массовая б-ка инженера «Электроника»).

6. Ребрин, Ю. К. Управление оптическим лучом в пространстве / Ю. К. Ребрин. М. : Сов. радио, 1977. - 336 с.

7. Физическая акустика. В 7 т. Т. 1. Методы и приборы ультразвуковых исследований. Ч. А / Под ред. У. Мэзона ; перевод с англ. М. : Мир, 1966. -592 с.

8. Физическая акустика. В 7 т. Т. 7. Принципы и методы / Под ред. У. Мэзона и Р. Терстона ; перевод с англ. М. : Мир, 1974. - 429 с.

9. Гордон. Обзор по акустооптическим отклоняющим и модулирующим устройствам // ТИИЭР. 1966. - Т. 54. - № Ю. - С. 181-192.

10. Alphonse, G. A. Broad-Band Acousto-Optics Deflectors Using Sonic Gratings for First-Order Beam Steering // RCA Review. 1972. - Vol. 33. - № 3. -P. 543-594.

11. Балакирев, M. К. Волны в пьезокристаллах / M. К. Балакирев, И. А. Гилинский. Новосибирск : Наука, 1982. - 239.

12. Такер, Дж. Гиперзвук в физике твердого тела / Дж. Такер,

13. B. Рэмптон ; перевод с англ. ; под ред. И. Г. Михайлова и В. А. Шутилова. -М. : Мир, 1975.-453 с.

14. Федоров, Ф. И. Теория упругих волн в кристаллах / Ф. И. Федоров. — М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1965. -388 с.

15. Най, Дж. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц / Дж. Най ; пер. с англ. Л. А. Шувалова. — 2-е изд. — М. : Мир, 1967.-385 с.

16. Ярив, А. Оптические волны в кристаллах / А. Ярив, П. Юх ; перевод с англ.; под ред. И. Н. Сисакяна. М. : Мир, 1987. - 616 с.

17. Задорин, А. С. Акустические и акустооптические свойства монокристаллов / А. С. Задорин, С. М. Шандаров, С. Н. Шарангович ; под ред. А. В. Пуговкина. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1987. - 152 с.

18. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. 2-е изд. ; перевод с англ. — М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1973. -719 с.

19. Парыгин, В. Н. Дифракция света на бегущих акустических волнах в изотропной среде // Радиотехника и электроника. 1974. — № 1. — С. 38-44.

20. Парыгин, В. Н. Дифракция света на ультразвуке в анизотропной среде / В. Н. Парыгин, JT. Е. Чирков // Квантовая электроника. 1975. - Т. 2. -№2.-С. 318-326.

21. Акустооптические устройства радиоэлектронных систем : сб. науч. тр. / Под ред. С. В. Кулакова. Наука, 1988. - 155 с.

22. Клудзин, В. В. Физические основы построения акустооптических устройств : учеб. пособие / Клудзин В. В. ; «Ленинградский институт авиационного приборостроения». Ленинград, 1980. - 74 с.

23. Оптическая обработка радиосигналов в реальном времени / О. Б. Гусев, С. В. Кулаков, Б. П. Разживин, Д. В. Тигин ; под ред.

24. C. В. Кулакова. М. : Радио и связь, 1989. - 136 с.

25. Парыгин, В. Н. Оптическая обработка информации / В. Н. Парыгин, В. И. Балакший. -М. : Изд-во Моск. ун-та, 1987. 142 с.

26. Морозов, А. И. Пьезоэлектрические преобразователи для радиоэлектронных устройств / А. И. Морозов, В. В. Проклов, Б. А. Станковский. — М. : Радио и связь, 1981. 184 с.

27. Ефанов, В. И. Исследование возбуждения гиперзвука плоскими спиральными замедляющими системами / В. И. Ефанов, Е. В. Падусова, А. В. Пуговкин. // Известия вузов СССР. Радиоэлектроника. 1976. — Т. XIX. -№5.-С. 21-26.

28. Краковский, В. А. Возбуждение объемных упругих волн с поверхности пьезокристаллов симметрии 422, 622 // Известия вузов. Физика. — 1997.-Т. 40.-№ 1.-С. 8-15.

29. Краковский, В. А. Возбуждение объемных упругих волн с поверхности пьезокристаллов симметрии Зш // Известия вузов. Физика. — 1997. -Т. 40.-№5.-С. 27-34.

30. Демидов, В. П. Возбуждение объемных волн поверхностными электродами // Электронная техника. Сер. 10, Микроэлектронные устройства. — 1980. Вып. 4(22). - С. 68-77.

31. Васильковский, С. А. Генерация сдвиговых волн парой поверхностных электродов / С. А. Васильковский, В. П. Демидов // Радиотехника и электроника. 1982. - № 2. - С. 392-397.

32. Седов, Е. А. Возбуждение продольных и сдвиговых гиперзвуковых волн в монокристалле ниобата лития, помещенном в неоднородное поле высокой частоты // Радиотехника и электроника. 1971. - № 10. - С. 19982001.

33. Демидов, А. Я. Расчет параметров коллинеарного акустооптического взаимодействия в кристалле ниобата лития / А. Я. Демидов, А. С. Задорин, С. М. Шандаров // Автометрия. 1982. - № 6. - С. 89-91.

34. Боков, JI. А. Акустооптический интерферометр с поверхностным возбуждением звука / JI. А. Боков, В. А. Краковский // Радиотехника и электроника. 1987. - Вып. 8. - С. 1726-1731.

35. Гилинский, И. А. Возбуждение акустоэлектрических волн в пьезоэлектриках внешними источниками / И. А. Гилинский, В. В. Попов // Журнал технической физики. — 1976. Т. 46. - № 11. - С. 2233-2242.

36. Левшина, Е. С. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи : учеб. пособие для вузов / Е. С. Левшина, П. В. Новицкий. Л. : Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

37. Шаскольская, М. П. Кристаллография. Учебник для втузов / М. П. Шаскольская. М.: Высш. школа, 1976. - 391 с.

38. Акустические кристаллы. Справочник / А. А. Блистанов и др. ; под ред. М. П. Шаскольской. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. —633 с.

39. Кузьминов, Ю. С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития. — М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1987. — 264 с.

40. Оптико-акустический дефлектор с большой разрешающей способностью / В. И. Балакший и др. // Радиотехника и электроника. 1970. -№ 11. - С. 2353-2360.

41. Schmidt, R. V. Optical probing of bulk waves present in acoustic surface wave delay lines//Appl. Phys. Lett. 1970. - Vol. 17.-№9.-P. 369-371.

42. Schmidt, R. V. Excitation of shear Elastic Waves by an interdigital transducer Operated at 1-st Surface-Wave Center Frequency // Appl. Phys. Lett. -1972. Vol. 43. - № 6. - P. 2498-2514.

43. К выбору материала и исследованию акустооптических параметров светозвукопроводов дефлекторных ячеек / В. М. Мастихин и др. // Автометрия. 1975. - № 3. - С. 31-35.

44. Демидов, А. Я. Исследование аномального акустооптического взаимодействия в кристалле ниобата лития / А. Я. Демидов, А. С. Задорин // Известия вузов. Физика. 1981. — № 7. - С. 42-47.

45. Терпин, Т. М. Спектральный анализ сигналов оптическими методами // ТИИЭР. 1981. - Т. 69. -№ 1. - С. 92-108.

46. Волошинов, В. Б. Коллинеарная акустооптическая фильтрация в кварце / В. Б. Волошинов, И. В. Николаев, В. Н. Парыгин // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3, Физика. Астрономия. 1980. - Т. 21. - № 2. - С. 42-46.

47. Корпел, А. Акустооптика: Обзор основных принципов / ТИИЭР. — 1981. Т. 69. - № 1. - С. 55-62.

48. Pat. GB988102 UA, G10K15/10. Improvements in or relating to Wave-energy Delay Cells / Mortley Wilfred Sinden ; Marconi Co. Ltd. № 29851/62 ; Appl. date 03.08.1962 ; Publication date 07.04.1965.

49. Кондратьев, С. H. Приповерхностно-объемные акустические волны и их использование в акустоэлектронике / С. Н. Кондратьев // Зарубежная радиоэлектроника. 1981 . - № 12. - С. 53-67.

50. Кондиленко, И. И. Интегральные электрооптические модуляторы света / И. И. Кондиленко, П. А. Коротков, Г. С. Фелинский // Письма в ЖТФ. -1980.-№2.-С. 60-77.

51. Губанов, В. А. Возбуждение акустических поверхностных волн парой штырей // Радиотехника и электроника. 1976. - № Ю. - С. 2095-2102.

52. Горышник, JI. Л. Возбуждение поверхностных электроакустических волн электродными преобразователями / Л. Л. Горышник, С. Н. Кондратьев // Радиотехника и электроника. — 1974. — № 8. — С. 1719—1728.

53. Горышник, Л. Л. Теория электродных преобразователей поверхностных волн в пьезоэлектриках / Л. Л. Горышник, С. Н. Кондратьев // Радиотехника и электроника. 1978. -№ 1. - С. 151-159.

54. Горышник, Л. Л. Расчет электродных преобразователей упругих поверхностных волн / Л. Л. Горышник, С. Н. Кондратьев // Радиотехника и электроника. — 1978. -№ 1. С. 160-166.

55. Кошелева, Е. М. Сравнение электрической схемы линии задержки с преобразователями поверхностной волны и электрической схемы Мэзона // Радиотехника и электроника. 1974. -№ 10.-С. 2141-2149.

56. Нелин, Е. А. Расчет эффективного сопротивления электродов преобразователя поверхностных акустических волн // Радиотехника и электроника. 1983.-№ 1. - С. 181-183.

57. Тимошенко, А. Н. Эквивалентная схема встречно-штыревого преобразователя акустических волн с паразитными элементами / А. Н. Тимошенко // Письма в ЖТФ 1991. - № 6 - С. 2326-2336.

58. Чертков, Ю. С. О возбуждении релеевских волн в гребенчатых электроакустических преобразователях / Ю. С. Чертков // Радиотехника и электроника. 1972. - № 11. - С. 2270-2276.

59. Маттей, Д. Л. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. В 2 т. Т. 1. / Д. Л. Маттей, Л. Янг, Е. М. Т. Джонс; перевод с англ. ; под ред. Л. В. Алексеева и Ф. В. Кушнира. М. : Связь, 1971. - 440 с.

60. Маттей, Д. Л. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. В 2 т. Т. 2. / Д. Л. Маттей, Л. Янг, Е. М. Т. Джонс; перевод с англ. ; под ред. Л. В. Алексеева и Ф. В. Кушнира. М. : Связь, 1972. - 496 с.

61. Карпов, В. М. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами / В. М. Карпов, В. А. Малышев,

62. И. В. Перевощиков ; под ред. В. А. Малышева. М. : Радио и связь, 1984. -104 с. (Б-ка конструктора радиоэлектронной аппаратуры).

63. Полупроводниковые параметрические усилители и преобразователи СВЧ / В. С. Эткин и др. ; под ред. В. С. Эткина. М. : Радио и связь, 1983. -304 с.

64. Фильтры и цепи СВЧ. Пер. с англ. Л. В. Алексеева, А. Е. Знаменского, В. С. Полякова. М. : Связь, 1976. - 248 с.

65. Сазонов, Д. М. Антенны и устройства СВЧ : Учеб. для радиотехнич. спец. вузов / Д. М. Сазонов. М. : Высш. шк., 1988. - 432 с.

66. Интегральные пьезоэлектрические устройства фильтрации и обработки сигналов. Справ. Пособие / В. В. Дмитриев и др. ; под ред. Б. Ф. Высоцкого и В. В. Дмитриева. — М. : Радио и связь, 1985. 176 с. (Проектирование РЭА на интегральных микросхемах).

67. Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет, технология и применение) / Под ред. Г. Мэттьюза ; перевод с англ. М. : Радио и связь, 1981.-472 с. '

68. Каринский, С. С. Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах / С. С. Каринский. М. : Сов. радио, 1975. — 176 с.

69. Бар. Дифракционная решетка — новый преобразователь поверхностных акустических волн / Бар, Ли, Поуделл // ТИИЭР. 1971. - № 4. -С. 129-131.

70. Зеленка, И. Пьезоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах: Материалы, технология, конструкция, применение / И. Зеленка ; перевод с чешек. М. : Мир, 1990. - 584 с.

71. Сучков, С. Г. Квазиполевая эквивалентная схема встречно-штыревого преобразователя поверхностных акустических волн / С. Г. Сучков, Д. С. Сучков, Д. С. Чайковский // Радиотехника и электроника. 2007. - Т. 52. -№2.-С. 251-254.

72. Browning, Т. I. New Family of Bulk-Acoustic-Wave Devices employing interdigital Transducers / Т. I. Browning, M. F. Lewis // Electronics Letters. 1977. -Vol. 13. — № 5. - P. 128-130.

73. Lewis, M. F. High Frequency Acoustic Plate mode Device employing interdigital Transducers / M. F. Lewis // Electronics Letters. 1981. - Vol. 17. — №21. -P. 819-821.

74. Широкополосный акустооптический дефлектор на объемных акустических волнах / В. Н. Белый и др. // Журнал технической физики. -1989. Т. 59. - № 5. - С. 82-85.

75. Петров, В. В. Широкополосные акустооптические гиперзвуковые брегговские ячейки / В. В. Петров // Письма в ЖТФ. 1996. - Т. 22. - Вып. 22. -С. 11-15.

76. Роздобудько, В. В. Полоса взаимодействия в акустооптических дефлекторах в режиме авторасстройки / В. В. Роздобудько // Радиоэлектроника. 1991.-№ 8.-С. 53-56.

77. Coquin, G. A. Wide-Band Acoustooptic Deflectors Using Acoustic Beam Steering / G. A. Coquin, J. P. Griffin, L. K. Anderson // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1970. - Vol. SU-17. - № 1. - P. 34^10.

78. Антонов, С. H. Брэгговская акустооптическая дифракция на частотно-модулированной звуковой волне угловое расщепление дифракционного порядка / С. Н. Антонов, Ю. Г. Резвов-// Радиотехника и электроника. - 2005. - Т. 50. - № 4. - С. 472^179.

79. Парыгин, В. Н. Электрооптика, акустооптика и оптическая обработка информации на кафедре физики колебаний МГУ / В. Н. Парыгин, В. И. Балакший, В. Б. Волошинов // Радиотехника и электроника. 2001. - Т. 46.-№7.-С. 775-792.

80. Пат. 2291575 Российская Федерация, МПК7 Н04В 10/06. Акустооптический приемник / Заренков В. А. и др. ; заявитель и патентообладатель Заренков В. А. [и др.]. № 2005117016/09 ; заявл. 26.05.2005 ; опубл. 10.01.2007, Бюл. № 1.

81. Пат. 2003122938 Российская Федерация, МПК7 Н04В 10/00. Акустооптический приемник / Андреев А. М. и др. ; заявитель и патентообладатель Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского. № 2003122938/09 ; заявл. 21.07.2003 ; опубл. 27.01.2005, Бюл. № 3.

82. Пат. 2142140 Российская Федерация, МПК7 GO 1R 23/17. Акустооптический приемник-частотомер / Роздобудько В. В., Малышев В. А., Червяков Г. Г. ; заявитель и патентообладатель ТРТУ. № 2003109128/06. ; заявл. 30.01.1998 ; опубл. 27.11.1999 Бюл. № 33.

83. Пат. 1354128 Российская Федерация, МПК7 . Акустооптическийанализатор спектра СВЧ-радиосигналов / Белокуров О. И., Петрунькин В. Ю., Щербаков А. С.; опубл. 23.11.1987, Бюл. № 43.

84. Радиометрический комплекс с акустооптическим анализатором спектра для исследований атмосферного озона на частоте 142 ГГц / Н. А. Есепкина и др. // Успехи современной радиоэлектроники. — 2003. — № 1. — С. 52-59.

85. Акустооптические устройства обработки сигналов для радиоастрономии / Н. А. Есепкина и др. // Акустооптические устройства радиоэлектронных систем. JI. : Наука. - Ленингр. отд-ние, 1988. - С. 83-98.

86. Оптоэлектронные процессоры со сканирующими ПЗС-фотоприемниками / Н. А. Есепкина и др. // Квантовая электроника. 1995. -Вып. 22.-№ ю.-С. 991-996.

87. Пахомов, И. И. Расчет оптических систем лазерных приборов / И. И. Пахомов, А. Б. Цибуля. -М. : Радио и связь, 1986. 152 с.

88. Гончаренко, А. М. Гауссовы пучки света / А. М. Гончаренко. 2-е изд., стереотипное. - М. : КомКнига, 2005. - 144 с.

89. Климков, Ю. М. Основы расчета оптико-электронных приборов с лазерами / Ю. М. Климков. М. : Сов. радио, 1978. - 264 с.

90. Основы теории антенн : учеб. пособие / И. П. Заикин и др.. -Харьков : Нац. аэрокосм, ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. 101 с.

91. Проектирование антенных устройств СВЧ : учеб. пособие / И. П. Заикин и др.. Харьков : Нац. аэрокосм, ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. -107 с.

92. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток : учеб. пособие для вузов / Д. И. Воскресенский и др. ; под ред. Д. И. Воскресенского. 3-е изд., доп. и перераб. - М. : Радиотехника, 2003. - 632 с.

93. Саржевский, А. М. Оптика. В 2 т. Т. 2 : учеб. пособие для физ. спец. ун-ов. / А. М. Саржевский. Мн. : изд-во «Университетское», 1986. — 319 с.

94. Яворский, Б. М. Физика : учеб. пособие / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. 2-е изд. -М. : Дрофа, 1999. - 800 с.

95. Роздобудько, В. В. Широкополосные акустооптические измерители частотных и фазовых параметров радиосигналов / В. В. Роздобудько // Радиотехника. 2001. - № 1. - С. 79 - 92.

96. Блаер, Г. М. Применение акустооптических методов и устройств в промышленности / Г. М. Блаер, А. А. Жуков. JI. : Знание. — 1984. — 25 с.

97. Морган, Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах / Д. Морган ; пер. с англ. М. : Радио и связь. - 1990. -416 с.

98. Речицкий, В. И. Акустоэлектронные радиокомпоненты: элементы и устройства на поверхностных акустических волнах / В. И. Речицкий. М. : Сов. радио. - 1980.-264 с.

99. Андреева, Т. И. Оценка погрешностей при физических измерениях / Т. И. Андреева, В. М. Меркулова, В. Г. Сапогин. Таганрог : ТРТИ. - 1992. -87 с.

100. Тищенко, Ю. Н. Некоторые вопросы создания и исследования акустооптического дефлектора на монокристаллах ТеОг / Ю. Н. Тищенко,

101. A. В. Трубецкой // Автометрия. 1979. - №1. - С. 87-95.

102. Демидов, А. Я. Широкополосные акустооптические ячейки на основе кристаллов ГЛЫЪОз, Si, РЬМо04 / А. Я. Демидов, Л. Я. Серебренников, С. М. Шандаров // Акустооптические методы обработки информации. Л. : Наука. - 1978.-С. 67-72.

103. Зайцев, А. К. Методы уменьшения уровня боковых лепестков аппаратной функции акустооптического спектрометра / А. К. Зайцев,

104. B. В. Клудзин // Известия вузов. Электроника. 1998. - №4. - С. 75.

105. Балакший, В. И. Акустическое сканирование света в анизотропной среде / В. И. Балакший, В. Б. Волошинов, В. Н. Парыгин // Радиотехника и электроника. 1971. - Том 16. - №11. С. 2226-2229.

106. Роздобудько, В. В. Акустооптический СВЧ дефлектор с поверхностным возбуждением ультразвука / В. В. Роздобудько, Бакарюк Т. В. // Приборы и техника эксперимента. 2003. - №1. - С. 1-3.

107. Роздобудько, В. В. Исследование дифракции света на звуке, возбуждаемом в изотропном LiNb03 решеткой пьезопреобразователей / В. В. Роздобудько, Т. В. Бакарюк // Радиоэлектроника. 2002. — №1. - С. 47-55.

108. Голография и обработка информации / Под ред. проф. С. П. Гуревича. Л. : Наука, 1976. - 196 с.

109. Кулаков, С. В. Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализа сигналов / С. В. Кулаков. Л. : Наука, 1978. - 144 с.

110. Роздобудько, В. В. Акустооптический СВЧ частотомер последовательного типа / В. В. Роздобудько // Радиотехника. 1991. — № 12. -С. 81-86.

111. Роздобудько, В. В. Исследование эффектов саморазогрева LiNbC>3-дефлекторов, работающих в составе акустооптических частотомеров / В. В. Роздобудько, Г. С. Крутчинский, С. В. Крикотин // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2000. - № 1. - С. 10-14.

112. СПИСОК РАБОТ, ОТРАЖАЮЩИХ СОДЕРЖАНИЕ1. ДИССЕРТАЦИИ

113. А4. Пелипенко, М. И. Оптимизация параметров малоапертурных акустооптических дефлекторов / М. И. Пелипенко, В. М. Новиков,

114. B. В. Роздобудько // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники : тр. IX международной научно-технической конференции, с. Дивноморское, 12-17 сентября 2004 г. Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2004.1. C. 170-172.

115. А6. Акустооптический СВЧ дефлектор с решеткой пьезопреобразователей типа ВШП / В. В. Роздобудько и др. // Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. ОВР. 2004. — Вып. 1. - С. 68-78.

116. A8. Роздобудько, В. В. Многоканальный акустооптический дефлектор с планарной замедляющей системой возбуждения ультразвука / В. В. Роздобудько, С. С. Шибаев, М. И. Пелипенко // Приборы и техника эксперимента. 2005. - № 4. - С. 110-117.

117. А9. Роздобудько, В. В. Экспериментальное исследование акустоопти-ческого измерителя параметров радиосигналов / В. В. Роздобудько, И. И. Пивоваров, М. И. Пелипенко // Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. ОВР. 2005. - Вып. 2. - С. 18-42.

118. А14. Роздобудько, В. В. Быстродействующий измеритель параметров СВЧ радиосигналов / В. В. Роздобудько, М. И. Пелипенко // Специальная техника. 2006. - Вып. 1 - С. 28-36.

119. А18. Пелипенко, М. И. Влияние расходимости света на параметры акустооптических СВЧ дефлекторов / М. И. Пелипенко, С. С. Шибаев, В. В. Роздобудько // Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. ОВР. — 2006.-Вып. 2.-С. 171-176.

120. А21. Оптимизация АЧХ акустооптического СВЧ дефлектора с поверхностным щелевым пьезопреобразователем / В. В. Роздобудько и др. // Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. ОВР. — 2006. — Вып. 3. — С. 134— 148.

121. А24. Пат. 68137 Российская Федерация, МПК7 G01R 23/17. Акустооптический измеритель параметров радиосигналов / Пелипенко М. И. идр. ; заявитель и патентообладатель ТТИ ЮФУ. №2006140818/22 ; заявл. 17.11.2006 ; опубл. 10.11.2007, Бюл. №31.

122. А27. Пелипенко, М. И. Акустооптический СВЧ дефлектор с поверхностным возбуждением ультразвука на «зеленую» длину волны света / М. И. Пелипенко, В. В. Роздобудько // Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. ОВР. 2007. - Вып. 1. - С. 145-151.

123. А28. Пелипенко, М. И. Исследование влияния расходимости света на параметры СВЧ акустооптических дефлекторов с поверхностным возбуждением ультразвука / М. И. Пелипенко // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2007. - №6. - С. 16-21.

124. А29. Пелипенко, М. И. Акустооптический СВЧ-дефлектор на длину волны 0.532 мкм / М. И. Пелипенко, В. В. Роздобудько // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2008. - №1. - С. 18-22.