Оптический затвор

 

Изобретение относится к технической физике, в частности к технике управления световым излучением. Целью изобретения является обеспечение наибольшей глубины модуляции при сохранении величины угловой апертуры. Для достижения указанной цели в оптическом затворе используется кристалл со структурой силленита, вырезанный так, что кристаллографическая ось (110) кристалла совмещена с оптической осью затвора. Электроды нанесены на грани (110) кристалла, а оси анализатора и поляризатора повернуты на угол ± Θl где Θ - удельная оптическая активность кристалла, а l - его длина, относительно одной из поперечных кристаллографических осей кристалла. При приложении к электродам на кристалле напряжения U, удовлетворяющего соотношению ΘtgΘl=-[Θ²K(U/d)²]^1/2ctg{[Θ²+K(U/d)²]^1/2} , где d - расстояние между электродами, а К - параметр линейного двулучепреломления кристалла, поляризация излучения на выходе из кристалла является линейной и измерение полностью гасится анализатором, что обеспечивает большую глубину его модуляции. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике, в частности к технике управления световым излучением, и может быть использовано для широкоапертурной модуляции лазерного излучения, а также в волоконно-оптических системах. Цель изобретения - обеспечение наибольшей глубины модуляции при сохранении величины угловой апертуры. На чертеже изображен оптический затвор. В затворе последовательно установлены поляризатор 1, кристалл 2 со структурой силленита с электродами, анализатор 3. Источник 4 управляющего напряжения подключен к электродам кристалла. Кристаллографическая ось [110] кристалла направлена вдоль оптической оси затвора. Управляющие поперечные электроды нанесены на грани [110] кристалла. Оси поляризатора и анализатора повернуты относительно поперечной кристаллографической оси кристалла соответственно на углы ϕ_n и ϕ _α. Оптический затвор работает следующим образом. Управляемый монохроматический световой поток проходит последовательно установленные поляризатор 1, кристалл 2 со структурой силленита и анализатор 3. Когда управляющее напряжение на электродах равно "0", при прохождении света по кристаллу плоскость поляризации света поворачивается на угол Θ l (l - длина кристалла, Θ - его удельная оптическая активность), причем поляризация остается линейной. Анализатор 3, установленный под углом ϕ_α,обеспечивает максимум пропускания света. Когда к кристаллу 2 прикладывается напряжение U от источника 4, линейная поляризация в кристалле преобразуется в эллиптическую. Приложение управляющего напряжения, удовлетворяющего соотношению ΘtgΘl= -+Kctg+Kl _, где К - параметр линейного двулучепреломления; d - расстояние между электродами, переводят поляризацию на выходе кристалла в линейную. В этом случае анализатор 3 обеспечивает минимум пропускания света на выходе затвора, если ϕ_п=- Θl, а ϕ_α= Θl. Изобретение прошло экспериментальную проверку. Испытаны два кристалла со структурой силленита, а именно силиката висмута длиной 7,8 и 14,4 мм. Параметр линейного двулучепреломления К = [(π/λ n ₀³ r₄₁]² = 5,0 x 10^-3 x [1/ d²] , где n₀ - показатель преломления, r₄₁ - электрооптический коэффициент силиката висмута, (d = (2,90±0,05) мм). Расчетные и экспериментальные значения управляющих напряжений различаются в среднем не более чем на 5%, и составляют для кристалла длиной 7,8 мм на длине волны 0,61 мкм около 3520 В. Использование настоящего изобретения позволяет получить наибольшую глубину модуляции в оптических затворах на кристаллах со структурой силленита при сохранении присущей этим кристаллам большой угловой апертуры. ОПТИЧЕСКИЙ ЗАТВОР, содержащий поляризатор, кристалл со структурой силленита с электродами и анализатор, установленные последовательно вдоль оптической оси затвора, и источник управляющего напряжения, соединенный с электродами кристалла, причем кристаллографическая ось [110] кристалла совмещена с оптической осью оптического затвора, а электроды нанесены на грани кристалла (110), отличающийся тем, что, с целью обеспечения наибольшей глубины модуляции при сохранении величины угловой апертуры, оси поляризатора и анализатора повернуты относительно одной из поперечных кристаллографических осей кристалла соответственно на углы - -1/2Θl и +1/2Θl , где Θ - удельная оптическая активность кристалла; l - длина кристалла, а управляющее напряжение U, расстояние между электродами d и параметр линейного двулучепреломления кристалла К связаны следующим соотношением: ΘtgΘl= -+Kctg+Kl .

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКИЙ ЗАТВОР, содержащий поляризатор, кристалл со структурой силленита с электродами и анализатор, установленные последовательно вдоль оптической оси затвора, и источник управляющего напряжения, соединенный с электродами кристалла, причем кристаллографическая ось [110] кристалла совмещена с оптической осью оптического затвора, а электроды нанесены на грани кристалла (110), отличающийся тем, что, с целью обеспечения наибольшей глубины модуляции при сохранении величины угловой апертуры, оси поляризатора и анализатора повернуты относительно одной из поперечных кристаллографических осей кристалла соответственно на углы - -1/2Θl и +1/2Θl , где Θ - удельная оптическая активность кристалла; l - длина кристалла, а управляющее напряжение U, расстояние между электродами d и параметр линейного двулучепреломления кристалла К связаны следующим соотношением: ΘtgΘl= -+Kctg+Kl .

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.04.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---