Additional Phase Shifts in Ultrasound Light Diffraction

Additional optical phase shifts in ultrasound light diffraction are investigated both numerically and experimentally. Whilst these phase shifts are negligible when the weak acousto-optic interaction (Raman-Nath regime) is considered they play an essential role in a strong acousto-optic interaction. Owing to their particular properties the additional phase shifts can be distinguished in the initial phase, which exists even when there are very small variations of the refractive index (Raman-Nam parameter), and the v-dependent phase shift which depends on the maximum variation of the refractive index. Both of these effects are of great importance when the interaction between diffraction orders is considered, for example in the case of quantitative sound field investigations or the development of acousto-optic devices.

Zusammenfassung

Zusätzliche optische Phasenverschiebungen bei der Lichtbeugung an Ultraschallwellen werden numerisch und experimentell untersucht. Wahrend diese Phasenverschiebungen bei schwacher akustooptischer Wechselwirkung (Raman- Nath-Bereich) vernachlassigbar sind, spielen sie bei starker akustooptischer Wechselwirkung eine wesentliche Rolle. Wegen ihrer besonderen Merkmale lassen sich die zusätzlichen Phasenverschiebungen in die Anfangsphase, die sogar bei sehr kleinen Änderungen des Brechungsindex (Raman- Nath-Parameter) auftritt, und die v-abhängige Phase, die von der maximalen Änderung des Brechungsindex abhängt, unterscheiden. Beide Effekte haben einen wesentlichen Einfluß bei der Wechselwirkung von Beugungsordnungen wie z. B. bei quantitativen Schallfelduntersuchungen oder bei der Entwicklung von akustooptischen Vorrichtungen.

Sommaire

Nous avons étudié le problème des rotations de phase additionnelles liées à là diffraction de la lumière par les ultrasons. Si ces rotations de phase sont négligeables dans le cas d'une interaction acousto-optique faible (régime de Raman-Nath) elles jouent un rôle essentiel dans le cas d'une interaction forte. Etant donné leurs propriétés particulières, les rotations de phase additionnelles s'observent dans la phase initiale, qui existe même pour de petites variations de l'indice de réfraction (paramètre de Raman-Nath), et la phase dépendant de v qui est fonction du maximum de variation de cet indice. Ces deux effets sont très importants lorsque l'on considère les interactions entre ordres de diffraction, par exemple dans le cas d' études quantitatives du champ acoustique ou du développement d'appareils acousto-optiques.