Акустооптический дефлектор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 5о0512 (Я) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.05,74(21) 2025047/26 25 с присоединением заявки №(23} Приоритет(43} Опубликовано 25.01.7ВБюллетень № 8 (45} Дата опубликования описания 17,05.7 (51) М. Кл, Q 02Г 1/01

Гооударствениый хоматет

Соввта Иинистроа СССР по делам иэобрвтонхй и открытий (53) УДК 534.29(088,8) ! (71) Заявитель Ордена Трудового Красного. Знамени институт кристайлограф ти им. A. B. Шубникова (54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР

Изобретение относится к устройствам отклонения оптического излучения ультразвуковым лучом, которые находят применение в квантовой электронике и системах оптической обработки информации. 5

Известны устройства отклонения оптического излучения ультразвуковой волной, используюшие оптически актнвные кристаллы паратеплурита. B таком устройстве световой, луч от монохроматического источника падает10 на кристалл парателлурита, изготовленный в виде параллалепипеда,, К кристаллу приклеены пьезопреобразователь и поглотитель звука. На пьеэопреобразоватепь с помошью согласую"У сигнал от высокочастотного генератора. Свет, взаимодействуя со звуком в кристалле парателлурита,, частично отклоняется, частично проходит, не провзаимодействовав со звуком. Наиболее перспективным вариан- " с7Q том дефлектора, Мспользуюшего парателлурит, является тот, в котором кристаллический элемент вырезан так, что сдвиговая упругая волна распространяется вдоль направления (110) с поляризацией по1110

) а падаюшая световая волна распространя„ется под небольшим углом к оптической оси.

Вследствие активности в парателлурите линейно поляризованный свет, распространя юшийся вдоль оптической оси, раотцепляется на два циркулярно-поляризованных луча, каждый из которых имеет свой показатель преломления и вследствие этого свой угол рагга. Таким образом, при конкретном угле падения со звуком будет взаимодействовать

ra или другая циркулярно-поляризованная ролна. Другая особенность оптико-акустиче- ского взаимодействия связана с характером деформации оптической индикатрисы, связанной с . указанной выше сдвиговой упругой волной и определяемой фотоупругим модулем (Р— Р }, Эта деформа ция приводит к повороту осей оптической индикатрисы, вследствие которого найденная индукция дифрагированной волны перпендикулярна вектору электрического поля падаюшей световой волны. При этом взаимная ориентация падаюшего и, дифрагированного полей в оптически активном кристалле слв, (Я) а вторы И. М . Сильвестрова, 10. B. Писаревский, С. П. Смирнов, А. Б, Гильварг, ИЗОбрЕтЕНИя Л. М. Беляев и В. Ф. Васин

5005 12 дующая: если падающий свет имеет левую круговую поляризацию, то дифрагировацный свет- правую круговую поляризацию и наоборот. рефлектор на основе парателлурита позволяет получить большие углы отклоне- ния при малой аолосе девиации частоты ультразвука и большую эффективность оптико-акустического взаимодействия при малых управляющих мощностях. 1Î

Обычно используемые сейчас в качестве источников света лазеры имеют линейную поляризацию поэтому эффективно взаимодействует со светом только половина падающего света (вследствие оптической актив- 15 ности, наблюдающейся в кристаллах парател-. лурита, линейно поляризованный световой: луч расщепляется на два циркулярно поляризованных луча и со звуком взаимодействует только один из этих лучей, взаимодейст- 2О вие с одним из двух световых лучей в кри сталле определяется углом между нормалью к направлению распространения звука и направлением падающего света).

Так как дифрагированный свет имеет круговую (точнее эллиптическую, но близкую к круговой) поляризацию, шумы, вызванные рассеянным светом, трудно ослабить.

Пель изобретения — увеличение интенсивности дифрагированного света и полное

ЗО гашение неотклоненного светового луча.

Для этого предлагается акустооптический дефлектор, в котором использован оптически активный кристалл, помещенный

35 между двумя четвертьволновыми фазовыми пластинами.

На чертеже показана схема предлагаемого дефлектора. рефлектор содержит лазер 1, высокоча40 стотный генератор 2, согласующий элемент 3, оптически активнь|й кристалл 4 с пъезопреобразователем 5 и поглотителем

6. Перед оптически .активным кристаллом поставлена четвертьволновая пластина 7, превращающая линейно поляризованный луч падающего света в световой луч с циркулярной поляризацией (для определенности, . например правой). Этот луч проходит через оптически активный кристалл, в котором 0 распространяется излученная пъезопреобразователем ультразвуковая волна.

Взаимодействие света с ультразвуковой волной приводит к появленг о дифрагированного света, имеющего циркулярную поляризацию противоположного поляризации падающего света направления (e данном случае лев го). После кристалла дифрагированный свет проходит, еше через; одну фазовую четвертьволновую пластину 8, на выходе иэ которой его поляризация превращается иэ циркулярно поляризованной в линейно поляризованную. Очень важно, что эта линейная поляризация,ортогонатп на поляризации падающего света и поляризации прошедшего через дефлек» тор непродифрагированного света. Это обстоятельство позволяет с помощью поляризатора 9 выделить только дифрагированный отклоненный луч и подавить нежелательный рас» сеянный или непровзаимодействовавший с ультразвуком свет.

Лля уменьшения ультразвукового сигнала, отраженного от границы кристалл-поглотитель, делается скос, обеспечивающий как лучшее согласование акустических импедансов поглотителя с кристаллом, так и попа дание остаточного отраженного сигнала на дополнительный поглотитель 10, размещенный на боковой грани кристалла.

Испытания предлагаемого дифлектора показали, что он дает выигрыш в интенсивности отклоненного света по сравнению с обычной схемой на 40% и подавление интенсивности неотклоненного света и шумов от рассеянного света более чем в 90 раз.

Угол между неотклоненным и отклоненным светом изменялся от 2,3 до 5,2 при пео рестройке частоты возбуждающего сигнала от 40 до 90 мгц, Интенсивность отклоненногс света достигала 50% от падающего света при управляющей мощности акустического сигнала в 1 мвт.

Формула изобретения

Акустооптический дефлектор, содержащий элемент из оптически активного кристалла парателлурита, пьезоэлектрический преобразователь, поглотитель упругих волн, расположенный на скошенной грани кристалла, противолежащей грани с пъезопреобразователем, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения интенсивности света и полного гашения неотклоненного светового луче, перед кристаллом установлена четвертьволновая фазовая пластина, а после кристалла — вторая такая же пластина п анализатор поляризации в положении. гашении неотклоненного луча.

Изд. % Я, Тнра>к 654

Заказ 025

Подпнсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, !13035, Раушская наб., 4

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н.Решетиикрв

РедактоР Н.Козлова ТехРед H.KàÐàíäàøîâà Корректор ЛЯзесова