Page 16 - АвторефМокрий21

14

дрейфів. Особливо потрібно зазначити, що вона, на відміну від відомих методів
стабілізації інтерферометра Майкельсона, не ускладнює його конструкцію.
Також у цьому розділі представлена нова методика визначення швидкості
ПАХ, яка дозволяє поєднувати точність та високу роздільну здатність
вимірювань. Схема вимірювання за цією методикою представлена на рис. 4.
Швидкість ПАХ визначається за допомогою розширеного зондуючого
лазерного променя. Просторовий розподіл зміщень на поверхні зразка,
створений внаслідок поши-
Лазер рення ПАХ, змінює про-
сторовий розподіл фази

Лінза відбитого променя. Це призво-
дить до періодичної модуляції
Фотодетектор
Перетворювач інтенсивності поперек про-
Лазерний меня. Промінь реєструють
промінь фотоприймачем і виділяють
змінну в часі частину сигналу.
Зразок Вимірювання відповідного
часового зсуву сигналів в
Рис. 4. Схема для визначення швидкості певних положеннях фото-

поверхневих акустичних хвиль. приймача дозволяють визна-
чити швидкість ПАХ.
Для оцінки можливостей запропонованої методики використовували
числове моделювання розподілу інтенсивності оптичного поля зондуючого
променя. Приймалось, що ПАХ поширюється по дзеркальній поверхні.
Розраховано розподіл інтенсивності променя, відбитого від поверхні зразка з
ПАХ. Оскільки швидкість світла є набагато більшою за швидкість акустичних
хвиль, то розподіл зміщень на поверхні зразка розглядали як незмінний
протягом взаємодії оптичного променя з ПАХ. Приймали гаусівський розподіл
амплітуди оптичного джерела, який дається виразом:

1  (x x 0 ) 2
2
E (x )  e 2b , (7)

2 b
де Е(х) ‒ амплітуда оптичного поля; х ‒ координата поперек напрямку
поширення оптичного променя; b ‒ параметр розподілу.
Зміщення поверхні зразка внаслідок поширення ПАХ представлене так:
2 
y  h sin( ) x . (8)

Використовуючи принцип Гюйгенса-Френеля, амплітуда і фаза оптичного поля
були розраховані з допомогою виразу:
k a y e ikr
y , x ( E )  E 0  x ( y , ) 0 dx , (9)
i j 2 i n m r 2 j
 a
де E(x i, y j) ‒ розрахована амплітуда оптичного поля; E 0(x п, y m) ‒ амплітуда
оптичного поля на поверхні джерела; k ‒ хвильовий вектор оптичної хвилі; y 0 ‒
відстань між поверхнею джерела і областю, де розраховується амплітуда