Высокоскоростной вращатель плоскости поляризации

 

Изобретение относится к преобразователям поляризованного измерения, используемым в различных оптических системах передачи, обработки и измерения информации. Цель изобретения - по вышение быстродействия и расширение спектральных характеристик. Использование в устройства скрещенных ахроматизовзнных че-твертьволновых пластин в сочетании с положением активною эле мента позволяет устранить смещение пучка к опеоативно изменять спектральные характеристики.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sc)s 6 01 N 21/21

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф ( и ф т ,4 4t с

Ч

- 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 000

М = 0100

000 1

00-1 0 (21) 4630756/25 (22) 02.01.89 (46) 30.11.91. бюл, М 44 (71) Главная астрономическая обсерватория

АН УССР (72) В. А, Кучеров и А. М, Шутов (53) 535.8(088.8) (56) Влох О, Г., Желудев И. С, Электрогирация в сегнетозлектрических кристаллах.—

Изв. АН СССР, Сер, физ., 1977, 41 М 3, с. 470-477.

Марьенко В. А., Филин А. Г. Вращение плоскости поляризации света с помощью кристалла LiNb0, — Вестник КГУ, Сер. физ., 1983, N - 24, с, 62 — 67.

Изобретение относится к преобразователям голяризованного излучения, исполь= зуемым в различных оптических системах передачи, обработки и измерения информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение спектральных характеристик к.

На фиг. 1 и 2 изображены оптические схемы устройства.

Полуволновой фазосдвигатель (фиг. 1) состоит иэ двух идентичных ахроматических

I четвертьволновых фазовых пластинок 1 и

2 с параллельной ориентацией оптических осей, между которыми расположен активный элемент 3, азимут оптической оси наведенной анизотропии которого отличается на 450 от азимута оптических осей фазовых пластинок. Изображенный на фиг. 2 вращатель отличается тем, что оптическая

„„SU„„1695180 A l (54) ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ В РАЩАТ ЕЛ Ь

ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к преобразователям поляризованного измерения, используемым в различных оптических системах передачи, обработки и измерения информации. Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение спектральных характеристик. Испол ьзование в устройстве скрещенных ахроматизованных четвертьволновых пластин в сочетании с. положением активного элемента позволяет устранить смещение пучка и оперативно изменять спектральные характеристики. ось выходной фазовой пластинки повернута на 90 по отношению к or гической оси входной пластинки.

Устройство работае следующим образом.

Матрицу Мюллера, характеризующую свойства предлагаемого вращателя, мож.но получить перемножением матриц, характери -bio цих соответственно свойства четвертьволновых пластинок и активного элемента, эквивалентного в формалиэме

Мюллера фаэовой пластинке с фиксированной осью и переменной фазой. Матрицы отдельных элементов имеют следующий вид:

Матрица четвертьволновой пластинки с ориентацией оптической оси 00.

1695180

Вариант l

50!

1 О О- ОМ2 ОсоздО $1пд

О sin д 0 cos д

Матрица фазовой пластинки с произвольным фазовым сдвигом д и ориентацией оптической оси 45, 1000

Мз=01 00

О О О-1

Матрица четвертьволновой фазовой пластинки с ориентацией оптической оси 900.

В результате перемножения матриц получим; 1 О О О и и и Оcosдз!пд0

М=М1М2М1= О sin д -cos д О

0001 л и и

М=М3М2М1= О cos д sin д 0 Вариант ll

О -sin д cos д О

ООО 1

В первом варианте матрица устройства представляет собой матрицу полуволновой фазовой пластинки с азимутом эквивалентной оптической оси д/4, во втором — матрицу вращателя с углом поворота д/2. В любом из этих случаев при изменении фазы активного элемента на величину д плоскость поляризации входящего линейно поляризованного света повернется на угол д/2 независимо от своей первоначальной ориентации, При использовании в качестве активного элемента устройства электрооптических и фотоупругих переменных фазосдвигателей может быть достигнута высокая скорость вращения плоскости поляризации. За счет высокого качества этих фазосдвигателей будет повышена степень линейной поляризации выходного луча. 8 варианте с электрооптическим модулятором на ячейке Поккельса возможно неравномерное, дискретное, или программно-управляемое изменение положения плоскости поляризации выходящего излучения в зависимости от формы прилагаемого к управляющим электродам напряжения. При этом угол поворота плоскости поляризации будет пропорционален управляющему напряжению.

ЗО

В случае с фотоупругим модулятором изменение фазы происходит, как правило, по гармоническому закону, в результате чего плоскость поляризации будет неравномерно вращаться или совершать колебания с фиксированной частотой, В качестве активного элемента могут быть использованы и любые другие типы переменных фазосдвигателей.

Как правило, во всех типах активных фазосдвигателей фазовый сдвиг в первом приближении обратно пропорционален длине волны проходящего излучения, что в рассматриваемой схеме приведет к различному повороту вектора поляризации на разных длинах волн. Однако использование ахроматических пассивных элементов и возможность управления амплитудой воздействия на активный элемент приводят к тому, что заданный поворот можно обеспечить в любой спектральной области из рабочего диапазона ахроматизации фазовых пластинок. Таким образом, устройство позволяет оперативно изменять свои спектральные характеристики, 8 рассматриваемой схеме устранено смещение светового пучка ввиду отсутствия механических движений. За счет применения широко распространенных и удобных в управлении переменных фазосдвигателей можно ожидать дополнительного улучшения эксплуатационных свойств вращателя.

Формула изобретения

Высокоскоростной вращатель плоскости поляризации, содержащий последовательНо установленные входную четвертьволновую фазовую пластину и активный элемент с переменным фазовым сдвигом, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения спектральных характеристик, введена дополнительная выходная четвертьволновая фазовая пластина, оптическая ось которой ориентирована параллельно или под углом

90 к оптической оси входной пластины, а активный элемент установлен так, что ось наведенной анизотропии имеет фиксированную ориентацию и составляет угол 45С с оптической осью одной из фазовых пластин, причем обе фазовые пластины ахроматизованы.

Составитель Ж. Прокофьев

Редактор H. Шитев Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шеекун

3аказ 4157 Тираж Подписное (, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101