Электрооптический дефлектор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»739461

Союз Советски н

Социалнстическиа

Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 1 8.1 0.77 (21) 2531 959/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.

G 02 F 1/29

Гасударственный комитет

СССР

IIo делам нзобретений и етнрмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано 05 06.80. Бюллетень ¹ 21 (53) Уд К 535. 8 (088. 8) Дата опубликования описания 08.06.80

Б. Н. Гриб, И. И. Кондиленко, П. А. Коротков т и Д. Н. Говорун F c

I (72) Авторы изобретения

1

1 (7I ) Заявитель

Киевский государственный унив ерситет им. Т. Г. Шевченко (54) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР!

Изобретение относится к области.отклонения света и может быть использовано в квантовой электротехнике, оптических линиях связи, электронно-оптических системах обработки информации, в фото«. электрических системах обзора, поиска и слежения, а также в кибернетике.

Известны электрооптические дефлекторы, позволяющие- получать большие . скорости сканирования и высокую разре шающую способность P) . та

В них световой пучок, подлежащий отклонению, попадает в торец рабочего тела дефлектора, где внешним электрическим полем наведен градиент показателя преломления в направлении, перпендику15 лярном распространению света.

При этом результирующий угол отклонения светового пучка в пределах торца рабочего тела дефлектора, описывается выражением:

Ф = (1. /ж1ьтт, где 4» продольный размер рабочего . тела дефлектора; g - поперечный размер

2 рабочего тела дефлектора в направлении отклонения пучка; ЬИ - наведенный внешним электрическим полем перепад mokaзателя преломления в сечении рабочего тела дефлектора.

Таким образом, известные электрооптические дефлекторы реализуют лйнейное относительно наведенного внешним электрическим полем перепада показателя преломления отклонение светового пучка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрооптический дефлектор, содержащий рабочее тело, выполненное из электрооптического кристалла в виде прямой восьмигранной призмы, и квадрупольную систему электродов, йанесенных на боковые поверхности рабочего тела (21.

Недостатком его является.невозмож- ность получения линейной относительно управляющего напряжения развертки при использовании кристалла с квадратичным электрооптическим эффектом.

3 73

Целью изобретения является получение линейной относительно управлявщего. : найряжения развертки при использовании кристалла с квадратичным электрооптическим эффектом путем вывода светового пучка через боковую поверхность рабочего тела дефпектора.

Это достигается благодаря тому, что на одной из не покрытых электродами боковых граней рабочего тела, через которую выходит отклоняемый пучок, установлена на оптическом контакте клинообразная насадка, выполненная иэ неэлектрооптического материала с показателями преломления не меньшим, чем показатель преломления рабочего тела дефлектора.

В описываемом дефлекторе результирующий угол отклонения светового пучка также определяется по формуле (1). Однако под длиной, теперь следует понимать расстояние от входного торца крис« талла до точки выхода луча через боковую грань. Поэтому L уменьшается с ростом угла Ф по закону.

946). 4 кристалла 1 параллельно оси Х. Рас- пространяясь вдоль рабочего тела кристалла 1, световой пучок 5 непрерывно: накапливает угол отклонения в плоскости, i

5 перпендикулярной грани 4, что обеспечивается выбором направления электрического вектора, (поляризации) проходящего

20 через кристалл излучения. При увеличении напряженности электрического поля световой пучок 5, накопивший результирующий угол отклонения, выходит за пределы рабочего тела кристалла 1 через его боковую грань 4 и иммерсионную . среду 3, При дальнейшем повышении разности потенциала на обкладках конденсатора происходит сканирование светового пучка 5 вдоль боковой грани 4 рабочего тела кристалла 1. При этом угол отклонения светового пучка от оси вплоть до ф -4-, пропорционален корню квадратному иэ наведенного внешним электрическим полем перепада показателя преломления 4И. Максимальное значение угла ф лимитируется конечной электрической прочностью кристалла и возрас30

40

55 1Ф (2)

Следовательно,-,результирующий угол выключения пучка. будет пропорционален корню квадратному из наведенного электрическим полем перепада показателя преломлений в сечении кристалла:

Ф =(Ь11), (З) что обеспечивает линейность разверткй в средах с квадратичным эпектрооптическим эффектом.

На фиг. 1 и 2 изображен предложенный электрооптический дефлектор с рабочим телом из ниобата лития 90 -ой ориентации и с клинообразной иммерсионной средой ((, /%7>1), вид с торца и вид сбоку.

На каждую из боковых граней кристалла 1, перпендикулярных осям Q и 2., нанесены эаектроды 2 с шириной, равной попуширине грани. Электроды соединены через один и образуют тем самым квадрупольный конденсатор. Единообразная иммерсионная среда 3 приведена в оптический контакт с одной из не покрытых электродами боковых граней 4 кристалла.

На электроды квадрупольно о конденсато. ра подается электрическое напряжение.

При этом возникает. градиент показателя преломления в сечении рабочего тела дефлектора. Световой- пучок 5, подлежащий отклонению, попадает в торец рабочего тела тает с увеличением последней.

Для электрооптического дефлектора, рабочее тело которого и клинообразная иммерсионная среда изготовлены из ниобата лития, влияние паразитного электрооптического эффекта, создаваемого полем рассеяния квадрупольного конденсатора в иммерсионной среде, на требуемый за1 кон угловой развертки светового пучка, как показывает эксперимент, не превышает точности измерений (10%) вплоть до пробивного напряжения кристалла. Однако для кристаллов, обладающих квадратичным электрооптическим эффектом, эта ошибка может стать довольно существенной, если не применить дополнительных экспериментальных ухищрений.

Существует две воэможности исключения вышеуказанной ошибки:: изготовить

45 иммерсионную среду определенного среза, характеризующегося минимальнцм паразитным электрооптическим эффектом для заданной конфигурации дефлектора, использовать иммерсионную среду, изготовленную иэ неэлектрооптического материала. С практической точки зрения, второй путь является более приемлемым.

Таким образом, клинообразную иммерсиОнную среду предложенного электрооптического дефлектора целесообразно выполнить из материала, не обладающего электрооптическим эффектом, например, из стекла типа gP5, позволяющего реаФиг. /

Составитель A. Васильев

Редактор И. Гохфельц Техред О. Андрейко Корректор И. Муска:

Заказ 2920/40 Тираж 569 " Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 7 лизовать имммерсионный контакт в широкой области спектра.

Предложенный электрооптический дефлектор обеспечивает по сравнению с из, вестными важное с практической точки зрения преимушество - реализацию угловой развертки, пропорциональной корню квадратному из наведенного внешним электрическим полем прироста электрооптического показателя преломления., Это позволяет линеаризировать угловую развертку электрооптических дефлекторов, работающих на основе квадратичного электрооптического эффекта.

Формула изобретения

Электрооптический дефлектор, содер- жащий рабочее тело, выполненное из электрооптического кристалла в виде прямой восьмигранной призмы, н квадрупольную систему электродов, нанесенных

8946 1 6 на боковые поверхности рабочего тела, о т л и ч а. ю шийся тем, что, с целью получения линейной относительно управляющего напряжения развертки при использованни крнсталла с квадратнчным электрооптическнм эффектом путем вывода светового пучка через боковую поверх.ность рабочего тела дефлектора, на од.ной из не покрытых электродами боковых граней рабочего тела установлена на оп-: тическом контакте клинообразная насад» ка, выполненная из материала с показа» телем преломления не меньшим, чем по казатель преломления рабочего. тела дефд лектора.

Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Катыс Г. П., Кравцов Н. В.; Чир чиков Л. Е. Коновалов С. М. Модуляции

20 и отклонение оптического излучения. М., Наука, 1967, с. 146, 2. Патент США № 357487, кл. 350-150, 1971 (прототип).