Магнитооптический пространственно - временной модулятор света
Изобретение относится к магнитооптике и может найти применение в технике оптической связи, оптоэлектронике, телевидении , локации и т.д. Цель-увеличение угла дифракции и повышение пространственного разрешения. Модулятор содержит расположенные последовательно формирователь пучка излучения, призму полного внутреннего отражения, на отражающей грани которой расположена пленка магнитооптического материала (MOM), поляризатор и линзу. С пленкой MOM соприкасается магнитная лента, на которую блоком записи записывается управляющий сигнал. Пленка MOM выполнена с анизотропией типа легкая ось в плоскости. Ось легкого намагничивания MOM ориентирована в плоскости падения света и перпендикулярно направлению движения ленты. Магнитная лента протягивается блоком протяжки под MOM и воздействует полями рассеяния сигналограммы на MOM. В MOM индуцируется структура намагниченности, аналогичная сигналограмме. Свет дифрагирует на этой структуре намагниченности и продифрагировавшие лучи собираются в точку в фокал ьной плоскости линзы. 3 ил. ел с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816531/25 (22) 28,02.90 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Симферопольский государственный университет им. М.B.Ôðóíçå (72) Ю.Ф. Вилесов, B.Ã. Виш невский, Н.А.Грошенко и С.В.Левый (53) 535.8(088.8) (56) Балбашов А.М, и др. Магнитные материалы для микроэлектроники. М.: Энергия, 1979, с. 8 — 20.
Дереновский M.Â. и др. Магнитооптический пространственно-временной модулятор света. — Автометрия, 1985, ¹ 2, с. 81 — 86, (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР
СВ ЕТА (57) Изобретение относится к магнитооптике и может найти применение в технике оптической связи, оптоэлектронике,телевидении, локации и т.д. Цель — увеличение угла дифракции и повышение пространственноИзобретение относится к магнитооптике и может найти применение в технике оптической связи, оптоэлектронике, телевидении, локации и в других областях техники.
Известен магнитооптический модулятор света, состоящий из пленки магнитооптического материала (МОМ) с периодической доменной структурой, источника управляющего магнитного поля.
Модулятор осуществляет сканирование пучка света за счет изменения периода доменной структуры.
Недостатком модулятора является невозможность изменения интенсивности света в реальном масштабе времени.
„„Я „„1734068 А1 го разрешения. Модулятор содержит расположенные последовательно формирователь пучка излучения, призму полного внутреннего отражения, на отражающей грани которой расположена пленка магнитооптического материала (МОМ), поляризатор и линзу, С пленкой МОМ соприкасается магнитная лента, на которую блоком записи записывается управляющий сигнал. Пленка
MOM выполнена с анизотропией типа "легкая ось в плоскости". Ось легкого намагничивания МОМ ориентирована в. плоскости падения света и перпендикулярно направлению движения ленты. Магнитная лента протягивается блоком протяжки под МОМ и воздействует полями рассеяния сигналограммы на МОМ. В МОМ индуцируется структура намагниченности, аналогичная сигналограмме. Свет дифрагирует на этой структуре намагниченности и продифрагировавшие лучи собираются в точку B фокал ьной плоскости линзы. 3 ил.
Известен также пространственно-Временной модулятор света (ПВМС), состоящий из формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, на отражающей грани которой расположена пленка
МОМ, линзы, расположенных последовательно по ходу луча света, магнитной ленты с блоком протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой МОМ, На магнитную ленту осуществляется запись периодического сигнала. Лента протягивается под пленкой
МОМ. Под действием полей рассеяния ленты в MOM наводится структура намагниченности, аналогичная сигналу на ленте, Свет дифрагирует на этой структуре намагничен1734068
10
55 ности, Продифрагировавшие лучи фокусируются линзой в ее фокальной плоскости.
Недостатком ПВМС является малый угол дифракции, обусловленный невозможность записи сигналограммы на ленте с малым периодом, и низкая разрешающая способность, На магнитной ленте нельзя записать сигнал с периодом, меньшим зазора в записывающей головке. Кроме того, из-за амплитудно-частотных характеристик ленты при малых периодах снижается дифракционная эффективность модулятора.
Н из кая разрешающая способность обусловлена конечной расходимостью лазерного пучка света и дефектами оптики. Эти недостатки уменьшают количество переключаемых каналов при использовании
ПВМС в анализаторах спектра электрических сигналов.
Цель изобретения — повышение разрешающей способности устройства и увеличение угла дифракции, В ПВМС, состоящем из формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, на основании которой расположена пленка МОМ, линзы, расположенных последовательно пол ходу луча света, маг-. нитной ленты с блоком протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой МОМ, пленка
MOM выполнена с анизотропией типа "легкая ось в плоскости", ось легкого намагничивания ориентирована перпендикулярно направлению движения ленты, плоскость падения света совпадает с направлением оси легкого намагничивания и перпендикулярна направлению движения ленты. Под действием полей рассеяния магHNTHOA ленты происходит поворот вектора намагничивания от оси легкого намагничивания, В результате этого уменьшается проекция вектора намагниченности на направление распространения света. В точках, где поля рассеяния равны нулю, величина проекции вектора намагниченности максимальна, а в точках максимума полей рассения эта величина минимальна. Т.е. в предлагаемом
ПВМС составляющая вектора намагниченности на направление света изменяется с удвоенной частотой и происходит удвоение пространственной частоты электрического сигнала, записанного на магнитной ленте.
3а счет удвоения пространственной частоты удваивается угол дифракции и разрешающая способность увеличится в два раза.
Н а фиг.1 и редставле на схема П В М С; на фиг,2 — вид А на фиг,2; на фиг,3 — изменение проекции вектора намагниченности под действием поля.
ПВМС содержит лазерный источник 1 света, формирователь 2 пучка света, призму
3 полного внутреннего отражения.на отражающей грани которой находится пленка
MOM 4, поляризатор 5, линза 6. Магнитная лента 7 с блоком 8 протяжки и записи 9 соприкасается с пленкой МОМ. На чертежах приведены следующие обозначения: поля рассеяния 10 сигналограммы на магнитной ленте, направление вектора 11 и 12 намагниченности в отсутствие поля и при воздействии соответственно, изменение проекции
13 и 14 вектора намагниченности на оси Х и
Y соответственно.
Устройство работает следующим образом.
На магнитную ленту 6 блоком 9 записи производится запись сигнала, например синусоида. Блок7 протяжки протягиваетленту
6 под пленкой MOM 4. Поля рассеяния магнитной ленты 6 индицируют в MOM 4 структуру намагниченности, аналогичную сигналограмме на ленте. Свет от лазерного источника 1 расширяется формирователем
2 пучка и, пройдя через призму 3, попадает на МОМ 4, где дифрагирует. Поскольку
"штрихи" решетки в МОМ параллельны плоскости падения света, а вектор намагниченности лежит в плоскости пленки МОМ и поворачивается под действием полей рассеяния на угол не более 90, то пространственная частота синусоиды удваивается (если плоскость падения света совпадает с направлением движения ленты, то данная пленка МОМ оставит пространственную частоту неизменной). Продифрагировавшие лучи выходят из призмы 3 и проходят через поляризатор 5, линзу 6, которая собирает их в точку.
Пример. Источник света — гелий-неоновый лазер. Формирователь пучка — телескопическая система линз. Призма полного внутреннего отражения выполнения из гадолиний-галлиевого граната, на гипотенузной грани которой методом жидкофазной эпитаксии выращена пленка МОМ состава (Bi, Lu)a(Fe, Оа) Оп.
На магнитную ленту записывается синусоида с периодом от 5 мкм до 1 мм, В пленке
МОМ наводится структура намагниченности с тем же периодом. Но составляющие вектора намагниченности на направление распространения света будут модулироваться с вдвое меньшим периодом и за счет этого вдвое возрастает угол дифракции. Поскольку разрешающая способность дифракционной решетки пропорциональна числу штрихов решетки, то она возрастает в два раза, Угол дифракции также возрастает в два раза.
1734068
Формула изобретения
Магнитооптический пространственновременной модулятор света, содержащий последовательно установленные и оптически связанные формирователь пучка света, призму полного внутреннего отражения, на основании которой размещена пленка магнитооптического материала, поляризатор и линзу, а также магнитную ленту с блоками протяжки и записи, которая размещена в контакте с пленкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения угла дифракции и повышения разрешающей способности, пленка магнитооптического материала
5 выполнена с анизотропией типа "легкая ось в плоскости" и размещена так, что ось легкого намагничивания пленки ориентирована перпендикулярно к направлению движения ленты и лежит в плоскости паде10 ния и отражения света.
1734068
Составитель Н.Назарова
Техред М.Моргентал Корректор Э,Лончакова
Редактор Э.Слиган
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1669 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комите.:,ь изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
