Способ управления оптическим излучением

 

Изобретение относится к акустог оптике и мож§т быть использовано для отклонения, модуляции и сдвига частоты оптического излучения. Целью изобретения является обеспечение поляризагшонной нечувствительности способа и уменьшение потерь оптического излучения . При реализации способа осуществляют анизотропн то Брэгговскую дифракцию неполяризованного оптического излучения иа первой акустической волне , поворачивают на 90 плоскости поляризации продифрагированной и нет продифрагированной частей оптического излучения, осуществляют анизотропную Бругговскую дифракщ1ю непродифрагированной части оптического излучения на второй акустической волне, имеющей параметры, аналогичные параметрам г первой акустической волны и распространяющейся в одном с ней направлении. Углы дифракции излучения на первой и второй акустических волнах устанавливают одинаковыми. 2 ил. с S (Л со INO СО 4 1чиЛ со

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1329419 А 1 (51) 5 G 02 F 1/33

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО МЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15.07.92, Бюл. К - 26 (21) 3883464/25 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР (72) С.Н.Антонов (53) 535.8 (088.8) (56) Магдич Л.Н., Молчанов B,ß.

Акустооптические устройства и их применение. М.: Сов. радио, 1978, с. 101-105. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИМ

ИЗЛУЧЕНИЕМ (57) Изобретение относится к акустое оптике и мок т быть использовано для отклонения, модуляции и сдвига частоты оптического излучения. Целью изобретения является обеспечение поляриэационной нечунстнительностн способа и уменьшение потерь оптического излучения. При реалиэации способа осуществляют аниэотропную Брэгговскую дифракцню неполяриэонаиного оптического излучения на первой акустической нолне, поворачинают на 90 плоскости поляризации продифрагированной и не-, продифрагированной частей оптического излучения, осуществляют аннэотропную

Брэгговскую дифракцню непродифрагированной части оптического излучения на второй акустической волне, имеющей параметры, аналогичные параметрам первой акустической волны н распространяющейся в одном с ней напранленин. с

Я

Углы дифракции излучения на перной и второй акустических волнах устанавливают одинаковыми. 2 ил.

С" :,. 72о »;9

Изобретенце отпосптся к акустооп тике 31. может быть исп?7л?ээовано Длл

Отклонения модуляц?пl tt сцвпГа»?а ": О"

ТЫ ОПТ11ЧЕ СКОГО И ЗЛУ»?Е??ЦЯ °

Цель изобретения - 06eclte÷elt??Q полЯРИBGI??303?JIOA печУвс TBH".i «,п?рпостц спос(76а и умепьиепие rtoTQ?73» Оптцчес"

КОГО НЗЛУ ?РПИЯ

Иа фиг,.1 изображена усп.ойство, реализующее c I I o c o 6 е устро??ство 313?еет 1?ервую акустооп.= тическую ячейку t,. Пьезо?греобразователь 2 1?е17вой ячейки: в l Op»JPI акустооптичес?!Ую Яче?11!У Зр пьезопРеоб-:.

Раэователь. »k BTOPoif JI»IQÉIEII, IIJIQQTlttt ,»7ЛЯ ПО?30РОта I?JIOCIEOC TIE ПОЛЛРЦ аЦИ?-" на 90, падающее оптцческо-": излучс.—

НИе 6 9 Д1?фрагtlpo?JB»IJIIIQQQ ИэлуЧе??ие У недифра? ?1»70в?1171?300 1?з31»eченис, Д, ца фиг,2 приведены диаграммы вслновьх векторон оцтическогo излучения и акУСТ?!песк?п? волпр гДе а - ДифРакция в первой ячейки " б -- дифракция во гторой ячейке; К, и К - волпов:ые векторы падающего опт??ческого 3?элученйя," К вЂ” волпоьой вектор акустliческой волны и первой ячейк.=; К,„ волновой вектор дифрагнровавв;его B

31Ppl3O1t. ячейке цзлучР,,I?I&I, tlt lime? o волновой ?вектор К„," 1(«во:Ittoaolt

3 вектор оптического излучения Во втсрОй ячейке им»- Б1лех 0 B первой ячейкеВолновой BeliTO?7 t(; IC — Bo!1?toBO?? ,.1 вектор акустической волны во второй ячейке, t(— волновой вектор ОптиЧЕг КОГO ИЗЛУЧЕНИУI BO H TOP 0?4 ЯЧРЙКЕ р

HMQBIUQBO B I1QPBO1I ЯЧЕЙКP BOJ?ПОПОЙ вектор К,; К вЂ” волновой вектор дифрагироваьtlte?"o по второй ячейке оптического излучения 3?ме?зв?его волновой вектор, " n, и и — показатео e ли преломления материала акустооптнческих ячеек.

Способ осуществляется следующим

n6pa=-ом, Оптическое пзлучеппе, имеющее проиэвольн-»»ю поляр. .17JßÖIIÈ К,, К,„нап-равляется в первую акустооп???ческую ячейку 1, . в котОроп BÎ:3 бух»дв?ется акустическая волна в направлении, l1p3E 3t oT0po1»? выполняет ся услс»в?3е Брэг га для одной из 13оляр??!?апд?1, Излучение с этой поляризацией дифраГ3?рует на акустической волне е Па выхОде из ЯчРйки 1?змеи!?ют ?lа 90 ориентацию плоскостей поляризации дифрагированного и педнфрагнрованно,го пучков. Затем пучки направляют во вторую анизотропную акустооптическую ячейку, аналогичную первой, н возбуждают во второй ячейке акустическую волну в том же направлении, что и в первой ячейке, и имеющую оди??аховые с акустической волной в первой ячейке амплитуду, частоту, поляризацию и апертуру. Часть излу»?ения, недифрагировавшая в первой

I ячейке, испытывает аниэотропную дифракцию Брэгга во второй ячейке. Обе ячейки расположены как можно блике одна к другой так, что их кристаллографические направления, а также соответствующие грани параллельны.

Рассмотрим конкретный пример устр йствар реализующего данный способ.

Лкустооптические ячеики 1 и 3 могут быть выполнены, например, из кристаллов TQ0 . Пластина 5 может быть выполнена в виде полуволновои . пластины или из Оптически активнОГО материала„ например иэ ТеО Z-среза, с толщиной, обеспечивающей поворот п?оскости поляризации оптического излучения на рабочей длине волны на

90 . В акустооптических ячейках 1 и

3 с помощью пьезопреобразователей

2 :: ч„ на которые подают управляющий высокочастотный сигнал одинаковой мощности, возбужда?7Т сдвиговые акустические волны одинаковой амплитуды на частоте 25 Ht EE с поляризацией Ilo (110) р распространяющиеся параллельно в направлении (1101. В ячейку 1 направляют неполяризованпое оптическое излучение 6 с длиной волны 3 =ОрбЗ мкм. Любое иеполяриД fj эованное излучение можно представить виде двух компонент с взаимно ортогональны??и п3тосксстями поляризации.

Для каждой из них существует свой угол Брэгга. Иаправление распространения оптического излучения и акустической волны в каждой ячейке задают таким образом, чтобы они бьв3и ориентированы отнс71 ительно друг друга под одним из двух углов Брэгга. При дифракцни оптического излучения в акустооптической ячейке 1 происходит его расщепление на два пучка с взаимно ортогальными плоскостями поляризации.

Исходное неполяризованиое оптическое излучение можно представить как имеющее две векторные компоненты К„ и К с взаимно ортогональными плоскостямй поляризации . При взаимодействии с акустической волной, имеющей вектор з 1 Л

К», компонента К„ дифрагирует и отклоняется от первоначального направления на угол О . Компонента К pac" пространяется беэ изменения найравления. На выходе акустооптической ячейки 1 в зоне максимального перекрытия дифрагированного и недифрагнрованного пучков излучения поворачивают плоскости их поляризации на 90 с помощью полуволновой пластины 5.

Для этого пластину 5 ориентируют вокруг собственной оси так, чтобы ее кристаллографические направления и, и и составляли угол À5 с плоскостями поляризации вышедших иэ ячейки пучков оптического излучения ° Далее оба пучка направляют в акустооптическую ячейку 3, где распространяется акустическая волна с параметрами < (поляризацией, амплитудой, частотой и апертурой), аналогичными параметрам акустической волны, распространяющейся в ячейки 1. В ячейке 3 происходит анизотропная дифракция той час- рб ти оптического излучения;. которая не продифрагировала на акустической волне в ячейке 1, так. как поляризация этой части излучения после поворота на 90 с помощью полуволновой пласти- go . ны 5 соответствует условию Брэгговского синхронизма с акустической волной. В результате дифракции эта часть излучения отклоняется от первоначального направления на угол 9, в то (ЗЬ время как часть оптического излучения, рродифрагироваваая на акустической

:волне в ячейке 1, проходит через акустооптическую ячейку 3 без изменения своих параметров. При взаимодействии с акустической волной, имеющий вектор К, излучение с вектоРом К диф-рагирует и отклоняется на угол 8, при этом плоскость его поляризации поворачивается на 90 . Вектор К соответствует этой части оптического . излучения на выходе второй акустооптической ячейки 3. Излучение с вектором К распространяется беэ изме1 иения направления и поляризации.

Поскольку акустооптические ячейки

19

4 идентичны одна другой и ориентированы одинаково, а возбуждаемые в ннх акустические волны имеют одни и те" же параметры н распространяются параллельно, углы дифракции 0 оптического излучения на первой и второй акустических волнах равны. Поэтому на выходе акустооптической ячейки 3 пучки излучения с векторами К и К складываются с образованием одного пучка неполярйзованнрго оптического излучения 7, распространяющегося под углом 6 к направлению распространения первоначального излучения 8.

Управление поляризованным излучением осуществляется аналогичным образом. Способ обеспечивает эффективность дифракции приблизительно

1007 для излучения с любой неопределенной во времени поляризацией, а также для неполяризованного излучения при сохранении всех преимуществ анизотропной дифракции.

Формула и э обретения

Способ управления оптическим излучением, включающий направление оптического излучения в аннзотропную акустооптическую ячейку, в которой возбуждают акустическую волну, распространяющуюся под углом Брэгга к направлению распространения оптического излучения, о т л и ч а ю щ н й— с я тем, что, с целью обеспечения поляриэационнсй нечувствительности способа и уменьшения потерь оптичесо кого излучения, изменяют на 90 ори" ентацию плоскостей поляризации дифрагированного и недифрагированного пучков на выходе акустооптической ячейки, направляют оба пучка во вторую анизотропную ячейку, аналогичную первой, и возбуждают во второй ячейке акустическую волну, распространяющуюся в направлении, совпадакяцем с направлением акустической волны в первой ячейке, и имеющую одинаковые с ней амплитуду, частоту, поляризацию и апертуру. и

/У,у Л Р

Фиг. z

Составитель В.Плотников

Редактор Л.Курасона

Текред. И.Попович. Корректор Г.Решетняк

Заказ2822/ДСП Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений:4 открытий

1 13035, Иосква Ж-35, Раушскаи наб. ° д.4/5

° В 4 ВЮ

Производственно-полиграфическое предпринтие, г.ужгород, ул.Проектная, 4