Устройство ослабления оптической обратной связи

 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано при производстве систем оптического воспроизведения информации. Цель изобретения - упрощение конструкции , снижение энергетических потерь. Для этого блок 2 ослабления обратного пучка состоит из стопы фазовых дифракционных решеток 3 с шагом d, который определяют из соотношения А/п d А, где Я - длина волны излучения лазера, п-показатель преломления материала дифракционной решетки , при этом дифракционная решетка представляет собой прозрачную плоскопараллельную пластинку, на одну из поверхностей которой нанесен микрорельеф, другая поверхность просветлена, торцовые грани покрыты светопоглощающим слоем, причем дифракционные решетки установлены так, что микрорельеф находится с противоположной стороны от лазера 1.1 з.п.ф-лы, 2 ил. ч Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 11 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ, ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К»:АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709078/10 (22) 23.06,89 (46) 30.05.91. Бюл, М 20 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) Ю.M.Këèìêîâ и M.È. Шрибак (53) 681,84(088,8) (56) Патент США М 4337535, кл. G 11 В 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1297106, кл. G 11 В 7/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ОСЛАБЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано при производстве систем оптического воспроизведения информации.

Цель изобретения — упрощение конструк Ж,„, 1653000 А1 ции, снижение энергетических потерь. Для этого блок 2 ослабления обратного пучка состоит из стопы фазовых дифракционных решеток 3 с шагом d, который определяют из соотношения lп < d (il, где il — длина волны излучения лазера, n — показатель преломления материала дифракционнбй решетки, при этом дифракционная решетка представляет собой прозрачную плоскопараллельную пластинку, на одну из поверхностей которой нанесен микрорельеф, другая поверхность просветлена, торцовые грани покрыты светопоглощающим слоем, причем дифракционные решетки установлены так, что микрорельеф находится с противоположной стороны от лазера 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1653000

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при производстве систем оптического воспроизведения информации, Цель изобретения — упрощение выполнения, снижение энергетических потерь прямого пучка и уменьшение величины оптической обратной связи.

На фиг.1 приведен пример выполнения предлагаемого устройства совместно с сис; темой оптического воспроизведения информации; нэ фиг.2 — принцип работы используемой дифракционной решетки.

На схемах обозначены: лазер 1, блок 2 ослабления обратного пучка, фазовая дифракционная решетка 3, оптический тракт 4, согласующая линза 5.

Устройство ослабления оптической об ратной связи состоит из (фиг.1) лазера 1, блока ослабления обратного пучка 2 пред, ставленного в виде стопы-фазовых дифрак ционных решеток 3, оптического тракта 4,, системы оптического воспроизведения ин формации. Оптический тракт 4 может содержать согласующую линзу 5, светоделитель

6, поворотное зеркало 7, микрообьектив 8.

В оптический тракт также входит отражающий элемент — носитель информации 9 и фотоприемник 10. Дифракционные решетки установлены таким образом, что микрорельеф находится с противоположной стороны от лазера. Стопа может содержать от одной до нескольких дифракционных решеток.

Дифракционная решетка 3 представляет собой (фиг.2) прозрачную плоскопараллельную пластинку, на одну из поверхностей которой нанесен микрорельеф — В, другая поверхность просветлена — А, торцовые грани этой пластинки покрыты поглощающим слоем — С.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лазера 1 проходит без уменьшения интенсивности через блок ослабления обратного пучка 2 и попадает в оптический тракт 4. Здесь пучок проходит согласующую линзу 5, светоделитель 6, поворачивается зеркалом 7 и фокусируется микрообьективом 8 на носителе информации 9. Промодулированный информацией пучок отражается. обратно, проходит микрообьектив 8, поворачивается зеркалом 7 и направляется светоделителем 6 на фотоприемник

t0, с которого снимают информационный сигнал. Однако, часть пучка проходит через светоделитель 6 в направлении лазера, вызывая тем самым нежелательную оптичеСкую обратную связь, Этот пучок

Ослабляется до необходимой величины дифРакционными решетками 3, входящими в

45 блок 2, Таким образом воздействие оптической обратной связи устраняется. Прохождение прямого и обратного пучков через дифракционную решетку (фиг.2), Вначале прямой пучок лазера проходит поверхность с просветляющим слоем А без изменений. Далее пучок попадает на дифракционный микрорельеф В.

Угловое положение дифракционных порядков р определяется формулой

ds!n р,=тЛ, где m =0 1 ч=2 (1)

d — шаг дифракционной решетки;

Л- длина волны в среде распространения дифрагированных пучков.

В частности, при выходе из дифракционной решетки прямого пучка длина волны

Л равняется исходной длине волны лазера

Л, Выбрав

d <Л (2) из формулы (1) получим, что при всех значениях m, кроме нулевого синус угла дифракции больше 1. Дифракция, в данном случае, наблюдатся не будет, Прямой пучок, при выполнении неравенства (2), проходит микрорельеф без ослабления интенсивности.

Для обратного пучка длина волныЛ становится равной Л/и. Чтобы синус угла дифракции был меньше 1 при ненулевых значениях m, согласно формуле (1) необходимообеспечитьd Лили

)—

Л

П (3)

При выполнении неравенства (3) обратный пучок испытывает дифракцию. На фиг,2 показаны нулевой порядок дифракции !о и первые порядки !! и !-1, Тем самым происходит ослабление нулевого порядка дифракции обратного пучка.

Ненулевые дифракционные порядки устраняются в самой дифракционной решетке. Из формулы (1) находят угол дифракции первого порядка.

Л

p= arcs!n — °

П . (4)

Так как d <Л, то

p > агсз!и (— „) °

1 (5)

Отметим, что величина агсз!и(— ) равна

1 углу полного внутреннего отражения. Следовательно, дифракционный пучок первого порядка падает на поверхность, покрытую слоем А, под углом, превышающим угол полного внутреннего отражения. Пучки высших порядков падают под еще большими углами, Поэтому все дифрагированные пучки испытывают полное внутреннее отражение внутри плоскопараллельной пластинки и,-не

1653000

Формула изобретения выходя из нее, поглощаются слоем С (фиг.2), Для случая, когда профиль микрорельефа является прямоугольным, Интенсивность нулевого порядка to определяется формулой.Io=! (1 — 4т (1 — +sin x

2 )) (6) где б — шаг дифракционной решетки; а- ширина выемки;

h — глубина выемки;

А- длина волны излучения лазера;

n — показатель преломления материала дифракционной решетки, 1 2k+1

2о "" 2 и-1 (Ðèç.2 с

Составитель Г. Лисенков

Редактор Л. Пчолинская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Максимишинец

Заказ 1773 Тираж 350 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где k = 0,1,2,..., to=0 (7)

Используя одну такую прямоугольную дифракционную решетку получают полное устранение нулевого порядка дифракции обратного пучка. Тем самым оптическая обратная связь становится равной нулю. Наряду с прямоугольными решетками можно использовать решетки с другим профилем, Они также не будут полностью устранять обратный пучок. Для достижения достаточного уровня ослабления оптической обратной связи необходимо использовать стопу из решеток. Например, если одна решетка уменьшает интенсивность пучка в 5 раз, то для уменьшения оптической обратной связи более чем в 100 раз стопа должна состоять из трех .таких дифракционных решеток.

1. Устройство ослабления оптической обратной связи, содержащее оптически свя- занныее между собой лазер, блок ослабления обратного пучка, оптический тракт.с отражающим элементом,отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, снижения энергетических потерь оптической об1G ратной связи, блок ослабления обратного пучка выполнен в виде (1+1)-й фазовых дифракционных решеток с шагом бь определяемым по формуле

Д/и (d,<Ä„

15 где iL-длина волны излучения лазера;

n — показатель преломления материала дифракционной решетки;

i=0,1,2 ° ..., каждая из которых представляет собой про20 эрачную плоскопараллельную пластинку, на одну из поверхностей которой нанесен микрорельеф, другая поверхность пластинки просветлена, расположенную со стороны, противоположной лазеру, торцовые грани

25 этой пластинки покрыты поглощающим слоем.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что при I = О микрорельеф дифрак30 ционной решетки представляет углубления прямоугольной формы, ширина которого равна половине шага решетки, а глубина h определяется формулой

2k+1 Л

35 2 п — 1 гдеК=0,1,2, ...;

iL — длина волны излучения лазера; п — показатель преломления материала . дифракционной решетки.