针对声光布拉格衍射的脉冲幅度分析技术的研究

论文摘要

布拉格衍射声光技术是一门新型的边缘科学和应用技术。由它形成的声光器件把声与光的特性巧妙地结合起来,从而实现了许多其它器件所不能实现的功能,使得其逐渐成为现代光、机、电一体化的系统的重要组成部分及信息处理的核心。由于具有非常重要的作用,因此对声光布拉格衍射原理和实验的研究有着重要意义。本课题针对声光布拉格衍射信号,研究和设计了一种在声光效应中的信号检测方法,即脉冲幅度分析法。该方法将布拉格衍射的声光技术和脉冲幅度分析技术相结合,构建以声光布拉格衍射为研究对象,以脉冲幅度分析器为测量平台,用脉冲幅度分析方法分析声光效应中CCD器件的输出脉冲信号,并对脉冲幅度分析器的基本构成和工作原理进行了详细研究分析,避免布拉格衍射声光实验测量中频繁发生受外界干扰和人为读数误差而导致的测量结果错误。从与通常采用的示波器检测法的测量结果进行比较后可以得出,用脉冲幅度分析器来测量声光衍射的输出脉冲信号,能提高实验测量的总体精度。文中建立了脉冲幅度分析器的设计方案,阐述脉冲幅度分析器的工作原理,详细分析脉冲幅度分析器各单元部分,阐述模数变换理论的原理、应用。搭建单元电路,对各单元电路进行细致的分析和研究,并进行选择。构建用于声光布拉格衍射的脉冲幅度分析电路,并且对各工作点波形加以分析,实现电路功能。在此基础上开展了声光偏转测量、声光调制效率测量和超声声速测量研究,并取得了与理论值吻合的实测结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 声光技术研究的发展与现状
• 1.3 脉冲幅度分析技术的研究现状和特点
• 1.4 本文的主要研究的内容
• 第2章 声光布拉格衍射原理
• 2.1 声光效应概述
• 2.1.1 声光效应概念
• 2.1.2 声光效应分类
• 2.2 声光布拉格衍射现象
• 2.3 声光布拉格衍射微观机理
• 2.4 声光耦合理论
• 2.5 布拉格衍射的声光相互作用规律
• 2.5.1 布拉格方程
• 2.5.2 声光调制
• 2.5.3 声光偏转
• 2.6 本章小结
• 第3章 脉冲幅度分析系统的工作原理
• 3.1 脉冲幅度分析系统介绍
• 3.1.1 脉冲幅度的定义
• 3.1.2 脉冲幅度分布
• 3.1.3 脉冲幅度分析系统构成
• 3.2 脉冲幅度分析器的工作原理
• 3.2.1 线放放电法模数变换原理
• 3.2.2 两极直线放电法模数变换原理
• 3.2.3 比较法模数变换原理
• 3.3 本章小结
• 第4章 脉冲幅度分析器电路设计
• 4.1 脉冲幅度分析器电路构成
• 4.2 脉冲幅度分析器电路的分析与参数研究
• 4.2.1 基本工作原理
• 4.2.2 典型电路分析
• 4.3 脉冲幅度分析电路的实现
• 4.3.1 传统脉冲幅度分析器
• 4.3.2 具体方案设计和研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验研究与实验结果及分析
• 5.1 实验系统的建立
• 5.1.1 系统所用仪器设备
• 5.1.2 示波法与脉冲幅度分析法
• 5.2 测量数据处理及分析
• 5.2.1 声光布拉格衍射实验的研究
• 5.2.2 衍射光强与超声波功率关系的研究
• 5.2.3 超声波频率和衍射光偏转角的关系
• 5.2.4 超声行波在介质中速度的研究
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢