Способ определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Сома Соввтоких

Социалистических

Реопублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.1.1970 (№ 1393609/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17 1 т .1973. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 12.VII.1973

М. Кл. б 021 1/18

Комитет по делам иаобретекий и открытий при Совете Миииотрав

СССР

УДК 635.241.13:621.38 (088.8) Авторы изобретения

В. В. Бачериков и В, В. Кудрявцев

Заявитель

СПОСОБ ОПРГДЕЛ EH ИЯ АМ ПЛ БТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРА КТЕР И СТИ К МОДУЛЯТОРОВ СВ ЕТА

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при измерении модуляции излучения оптических квантовых генераторов непрерывного действия и определении частотных характеристик модуляторов света.

Известны способы определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электрооптических элементов.

Диапазон частот и точность измерений при реализации известных способов зависят от частотных характеристик фотодетекторов, мощности генератора управляющего напряжения, стабильности рабочей точки на характеристике просветления модулятора и т. д.

Для повышения точности измерений в широком диапазоне частот предложен способ, по которому луч света пропускают последовательно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на .входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, промодулированные в противофазе одной и той же низкочастотной огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризованными компонентами светового потока в эталонном элементе и исследуемом модуляторе, а затем по амплитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвиг фаз между этими компонентами для различных фиксированных частот высокочастотного управляющего сигнала на модуляторе.

На фиг. 1 показана блок-схема одного из

5 вариантов устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — формы модулирующих напряжений на электрооптическом элементе исследуемого модулятора света и на эталонном электрооптическом элементе и формы

10 сдвигов фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча на выходе электрооптического элемента исследуемого модулятора света.

Устройство включает в себя оптический

15 квантовый генератор 1 непрерывного действия, эталонный электрооптический элемент

2, электрооптический элемент 8 исследуемого модулятора света, анализатор 4, исследуемый модулятор света 5, фотоприемник 6, регистри20 рующий прибор 7, генератор 8 фиксированной высокой частоты, высокочастотный вольтметр

9, генератор 10 высокой частоты, перестраиваемый в исследуемом диапазоне частот, высокочастотный вольтметр 11, генератор 12 мо25 дулирующих напряжений.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

U — управляющее (модулирующее) напряжение на электрооптическом элементе иссле30 дуемого модулятора света; Уа — управляю37771 щее напряжение на эталонном электрооптическом элементе; by — сдвиг фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча на выходе электроннооптического элемента исследуемого модулятора света (общий случай); Л<р2 — частотный случай

Л рь имеющий место при равенстве амплитуд сдвигов фаз между двумя взаимно перпендикулярными ком|понентами светового луча в эталонном электрооптическом элементе .и в электрооптическом элементе исследуемого модулятора света.

Устройство .работает следующим образом.

По направлению распространения луча света последовательно устанавливают эталонный электрооптический элемент 2 и модулятор света 5, частотную характеристику которого определяют.

На входы обоих приборов подают управляющие высокочастотные напряжения, промодули рованные низкочастотной огибающей (типа меандра).

Частота управляющего напряжения U, лода ваемого на исследуемый модулятор света, меняется по всему рассматриваемому диапазону частот. Частота управляющего напряжения U2, подаваемого на эталонный электрооптический элемент, фиксирована. зависимость сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами луча света, создаваемого в эталонном электрооптическом элементе, от величины управляющего напряжения на выбранной фиксированной частоте должна быть известна с достаточной степенью точности.

На выходе всей модулирующей системы возникает переменный световой поток, из которого при работе на нелинейном участке характеристики просветления модулятора можно выделить с помощью относительно инерционного фотоприемника б низкочастотную компоненту лромодулированного светового потока, соответствующую огибающей управляющих высокочастотных напряжений.

Амплитуда этой низкочастотной компоненты тем меньше, чем ближе совпадают максимальные значения сдвигов фаз Л р между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами светового луча, создаваемые в эталонном электрооптическом элементе и электрооптическом элементе 8 исследуемого модулятора, При равенстве указанных выше сдвигов фаз Л р регистрирующий прибор 7, например осциллограф, показывает минимум сигнала.

Подбирая величину высокочастотного напряжения на эталонном электрооптическом элементе, соответствующую минимуму низкочастотного сигнала на регистрирующем при5

5

4 боре, добиваются, равенства максимумов сдвигов фаз двух взаимно перпендикулярнополяризованных компонент светового луча, создаваемых в том и другом электрооптических элементах. В этом случае максимальный сдвиг фаз в электрооптическом элементе исследуемого модулятора света находят путем определения равного ему максимального сдвига фаз в эталонном электрооптическом элементе.

Его определяют по измеряемому значению амплитуды высокочастотного напряжения, подаваемого на эталонный электрооптический элемент, с помощью известной модуляционной характеристики этого элемента.

Указанные операции повторяют для,ряда фиксированных частот в рассматриваемом диапазоне и при этом поддерживают амплитуду высокочастотного напряжения на исследуемом модуляторе и постоянной, и независимой от частоты. Это дает возможность определить зависимость сдвига фаз между двумя взаимно пер|пендикулярнополяризованными компонентами светового луча от частоты управляющего высокочастотного напряжения.

Полученная зависимость, наряду с выбранной рабочей точкой на характеристике просветления модулятора, определяет зависимость глубины модуляции промодулированного светового потока от частоты модулирующего напряжения или амплитудно-частотную характеристику модулятора света.

Точность измерений можно существенно повысить, если применить на выходе фотоприемника резонансный усилитель, настроенный на основную гармонику низкочастотной огибающей высокочастотных управляющих напряжений.

П,редмет изобретения

Способ определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электрооптических элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне частот, луч света пропускают последовательно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, промодулированные в противофазе одной и той же низкочастотной огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризованными, компонентами светового потока в эталонном элементе и,исследуемом модуляторе, а затем по амплитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвиг фаз между этими компонентами для различных фиксированных частот высокочастотного упр авляющего сигнал а на модуляторе.

Составитель Л. Пирожников

Редактор И. Шубина Техред Т. Ускова Корректор Е. Зимина

Зaêàç 1836/13 Изд. № 1408 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2