Фазовая дифракционная решетка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)i57З789 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 030971 (21) 165 3808/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25Р9.77, Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 15.1177 (Ы) М. Кл.

0 02 В 5/18

Гостдарстввоный новитвт

Совета Министров СССР

h0 делив нзаб„.втвний н атирытий (53) УДК

935 ° 853. 31 (088 8) (72) Авторы изобретения M ° и. «ñîH, В. В. кравченко н тт.A. Морозов (71) Заявитель Ордена трудового красного Рнамени институт радиотехники и электроники АН СССР (54 ) ФАЗОВА Я ЛИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА

Изобретение относится к,оптике, в частности к фазовой дифракционной решетке, которая может использоваться в различных оптических устройствах.

Известно устройство для разделения в пространстве лучей с взаимно ортогональными плоскостями поляризации, представляющие собой призму или прямоугольный параллелепипед из двулучепреломляющегО крИсталла (1)

Недостатком известного устройства являются большие габариты. В частности, размер его в направлении распространения луча света должен быть много больше ширины этого луча, что связано с малым углом расхождения обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле.

Известны фазовые дифракционные påшетки, позволяющие при малых габаритах расщеплять луч света на два или более лучей с большими углами расхож дения между ними.

Наиболее. близкой к предлагаемой является фазовая дифракционная решетка, выполненная в виде пластины из прозрачного материала, у которого три главных показателя преломления являются периодическими функциями одной или нескольких координат(2).

Однако такая решетка не обладает йо ляризационными свойствами, т.е. не позволяет разделять в пространстве лучи с взаимно ортогональньвии плос5 костями поляризации.

Цель изобретения — обеспечение поляриэационных свойств- решетки.

Для достижения, этой цели в фаэовой дифракционной решетки, выполненной в виде пластины из прозрачного материала, у которого по меньшей мере,один иэ трех главных показателей преломления является периодической функцией координаты, другой иэ показателей

Н, преломления .имеет постоянную величину вдоль той же координаты.

На чертеже показана предлагаемая фазовая дифракционная решетка.

20 Решетка выполнена в виде плоско-параллельной пластины 1 из птюэрачного материала, например из кристалла ниобата бария — стронция. Один иэ трек главных:покаэателей преломления па

25 кристалла является периодической, йапрнмер, синусоидальной функцией координаты Х, а другой иэ показателей преломления и> имеет постоянную величину относительно той же координаты. Пластина вырезана так, что

573789

Формула изобретения

Подписное

ЦНИИПИ Заказ 3765/37 Рираж 6 2 8

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ее рабочие плоскости 2 расположены параллельно оси X.

Дифракционная решетка работает следующим образом.

Монохроматический неполяризованный

Луч 3 направляют на рабочую плоскость

2 йластины l под углом 9, равным углу

Брэгга. При прохождении этого луча через решетку он разделяется на недифрагирующий 5 лучи с взаимно ортогональ10 ными плоскостями поляризации. Величина угла 8 может отличаться от угла

Брэгга и, в частности, может быть равна О, если пластина 1 вырезана ."так, что ее рабочие плоскости 2 непараллельны координате _#_.

Использование: дифракционной решетки, обладающей поляризационными свойствами, .вместо пластины или призмы из однородного двулучепреломляющего кристалла для. анализирования плоскости поляризации оптического излучения (например, в оптических модуляторах лазерного луча или логических устройствах оптоэлектроники) позволяет значительно уменьшить объем анализатора как за счет уменьшения плошади апертурной плоскости, так и (главным образом) протяженности устройства в направлении распространения луча. Так, брэгговская фазовая дифракционная решетка, обладающая поляризационными свойствами.и представляющая собой плоско-параллельную .пластину, полностью разделяет обыкновенный и необыкновенный лучи при толщине пластины 36

50-100 мкм. Поляризатор из одновременного двулучепреломляющего кристалЛа, как известно, имеет, размеры значительно больше диаметра луча, т.е. более 1 см в типичных оптических 40 приборах. При вариациях показателя преломления я в пределах 0,01 и толщине решетки менее 100 мкм эффективность дифракции приблизится к 1004 и коэффициент поляризации 10 - 10 .

Кроме того, использование предложенной,фаэовой решетки в спектральных приборах позволяет получить более высокое спектральное разрешение, так как, в офличие от обычной фазовой решетки, здесь не происходит наложения спектров с взаимноортогональными плоскостями поляризации световых волн.

Фазовые решетки с совмещенными дифракционными и поляризационными свойствами просты в изготовлении, имеют небольшие размеры, Оин могут применяться на предприятиях оптической промышленности, испольэующих в оптических устройствах поляризационные свойства света. Использование предложенных решеток позволит уменьшить расходы дефицитных двулучепреломляющих кристаллов, Фазовая дифракционная решетка, выполненная в виде пластины иэ проз-, рачного материала, у которого по меньшей мере один иэ трех главных показателей преломления является периодической функцией координаты, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения поляризационных свойств решетки, другой из показателей преломления шалеет постоянную величину вдоль той же координаты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кравцов, Н.В., Чирков Л.Е., Поляченко В.Л. Элементы оптоэлектронных информационных систем, Наука, 1970, 41.

2. С.В. Внгс)сЬагЫС E(fictencg of a

Die(ectrie Car ting journal oy the

0pticaf Soc. of America v. 57,ФS, р 601,f967.