Модулятор поляризации света
Изобретение относится к технике оптических измерений и может быть использовано в оптоэлектронных и фотоэлектроннь1х устройствах, а также поля риметрах. Цель изобретения - расширение модуляционных возможностей модулятора за счет одновременного осуществления модуляции по азимуту и эллиптичности. Устройство содержит последовательно установленные источник света 1, конденсор 2, поляризатор 3 и модулирующий элемент 5 из пьезоэлектрического кубического кристалла . Поляризатор 3 имеет возможность поворота на произвольный угол вокруг направления распространения света. К кристаллу прикладьшается электрическое поле с помощью электродов 6, подключенных к источнику переменного напряжения 4. Оптимальная модуляция поляризации света осуществляется при длине модулирующего элемента d /r/(2y2g), где g - удельное вращение плоскости поляризации. Это соответствует разности фаз, равной /7 . Степень модуляции по азимуту и эллиптичности определяется азимутом плоскости поляризации падающего света относительно направления электрического поля в кристалле. ил. § (Л со 00 со о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУ БЛИН
< 114 C О2 Р 1/Оз
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3954728/31-25 (22) 18 ° 09.85 (46) 23.06.87, Бюл. Ф 23 (71) Институт физики полупроводников
АН ЛитССР (72) Г-N,À. Бабонас и А.А, Реза (53) 535,8(088,8) (54) МОДУЛЯТОР ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА (57) Изобретение относится к технике оптических измерений и может быть использовано в оптоэлектронных и фотоэлектронных устройствах, а также поляриметрах. Цель изобретения — расширение модуляционных возможностей модулятора за счет одновременного осуществления модуляции по азимуту и эллиптичности, Устройство содержит последовательно установленные источник света 1, конденсор 2, поляриза„„Я0„„1318790 А1 тор 3 и модулирующий элемент 5 иэ пьезоэлектрического кубического кристалла,- Поляризатор 3 имеет возможность поворота на произвольный угол вокруг направления распространения света, К кристаллу прикладывается электрическое поле с помощью электродов 6„ подключенных к источнику переменного напряжения 4, Оптимальная модуляция поляризации света осуществляется при длине модулирующего элемента d = Р/(212@), где g — удельное вращение плоскости поляризации.
Это соответствует разности фаз, равной 7, Степень модуляции по азимуту и эллиптичности определяется ази<О мутом плОскости поляризации падающего света относительно направления электрического поля в кристалле. ил. С:
1318790 а = 2dp//;
b = с n//;
Изобретение относится к технике оптических измерений и может быть использонано в оптоэлектронных и фотоэлектронных устройствах, а также н поляриметрах. 5
Цель изобретения — расширение модуляционных возможностей модулятора за счет одновременного осуществления модуляции по азимуту и по эллиптичности, 10
На фиг.l приведена схема предлагаемого модулятора; на фиг.2 — экспериментальные и расчетные зависимости модуляций азимута и эллиптичности света, вьппедшего из модулятора, o ò
15 азимута о падающего на модулирующий элемент линейно поляризованного света.
Модулятор поляризации,света содержит источник 1 света, конденсор 2,, 0 поляризатор 3, источник 4 переменного электрического напряжения и модулирующий элемент 5 из пьезоэлектрического кубического кристалла, об25 ладающего естественной гиротропией, Поляризатор 3 имеет воэможность поворота на произвольный угол Ы нокруг направления распространения света.
Электрическое поле прикладывается к кристаллу н пьезоэлектрическом направлении с помощью сплошных электродов 6.
При переменном электрическом поле резонансной частоты, вследстние обратного пьезоэлектрического эффек- M та возникшие в кубическом кристалле деформации индуцируют линейное днупреломление, и ортогональные компоненты линейно поляризованного света приобретают дополнительную разность фаэ, Приобретенная светом разность фаз по времени меняется от 0 до d „ по синусоидальному закону. В связи с этим линейно поляризованный свет, прошедший гиротропный кубический кристалл, модулируется по азимуту i1p и по эллиптичности dk, занисимости которых от азимута Ы падающего линейно поляризованного света можно представить следующим образом: sa
p — азимут линейно поляризованного света, прошедшего кристалл без электрического поля; значение максимальной разности фаз, обусловленное линейным днупреломлением; ,2 Ы вЂ” разность фаз, обусловленная естественной гиротропией.
Оптимальная модуляция поляризации света одновременно по эллиптичности и по азимуту осуществляется при выполнении усповия, когда общая разность фаэ, обусловленная естественФ ной оптической гиротропией 2611 и индуцированным линейным двупреломлением 2йр равна и, Одновременно должно выполняться условие Ь 28р. Эти условия выполняются в том случае, если длина модулирующего элемента определена соотношением d = «и/(2 2 ), Зависимость модуляции азимута д (кривая I) и эллиптичности ak (кривая II) света, вышедшего из модулятора, от угла d поляризатора (фиг,2) приведены для случая, когда при данной длине нолнь1 света разности фаз, обусловленные естественной гиротропией и обратным пьезоэлектрическим эффектом, равны 0"„= 2 йр = и/f2 грацусон, Степень модуляции по азимуту и степень модуляции по эллиптичности определяются азимутом плоскости поляризации падающего снета относительно направления электрического поля о н кристалле. В частности, при о = 0 осуществляется модуляция только по эллиптичности, н то нремя модуляция о по азимуту равна нулю, а при = 45 осущестнляется модуляция по азимуту, а модуляция по эллиптичности равна нулю.
Глубина модуляции определяется неличиной электрического поля, прилага.емого к модулирующему элементу, 1 а sin а + сов /сдЫ
Dp =- arctg
2 " Ь + а соя "-ая1п/tg2oLJ
ДГс = Ь яй д sin 2Ы + а (1
coso соя2Ы, где 9 = 1 (о"n)1 + (2 йр)т
Модулятор поляризации света выполняют на основе кристалла Bi«Si0 н виде куба с ребрами 3,2 мм, Такая цлина кристалла при длине волны излучения 0,63 мкм обеспечивает разность фаз 2dд -71/ "/2, обусловленную
dy, град.
5К
60
20
Составитель, В, Рандошкин
Редактор И. Горная Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко
Заказ 249б/31 Тираж 521 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 131 гиротропией кристалла. Электрическое напряжение 8,5 В резонансной частоты прикладывается в .направлении кристал лографической оси (III>, При данной толщине кристалла наблюдается модуляция поляризации с частотой 0,53МГц, В качестве поляризатора используется пленочный поляроид. Экспериментальные точки зависимости модуляции по азимуту bP (кривая I) и по эллиптичности bk (кривая II) от о приведены. на фиг.2. Иэ приведенных результатов видно, что модуляция по эллиптичности достигает единицы. Изменение длины кристалла в любую .сторону ведет к уменьшению глубины модуляции, .осЬбенно по эллиптичности.
8790 4
Фо рмула из обре тения
Модулятор поляризации света, со. держащий поляризатор, модулирующий элемент в виде кристалла, соединенный с источником переменного электри" ческого напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения модуляционных возможностей модулятора за счет одновременного !
О осуществления модуляции по азимуту и по эллиптичности, модулирующий эле- . мент выполнен из кубического пьезоэлектрического гиротропного кристалла длиной d = Л/(2128), где g —15 удельное вращение плоскости поляризации на длине волны модулируемого излучения, а поляризатор снабжен средством изменения положения.
