Акустооптический фильтр

 

(1)805240

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.03.76 (21) 2338711/18-25

{51) М Кл з

G 02Т 1/l i с присоединением заявки №вЂ”

Гесударстоеииый комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень ¹ 6 (53) УДК 535.8 (088.8) Ilo делам изобретеиий и открытий

Дата опубликования описания 25.02.81. 1О. А. Зюрюкин и В. М. Пушин :С ®Ы)ЗИАЯ

ИАТЩ Щ0

ТГ.ХНИЧВп.:.дя .

Научно-исследовательский институт механики и <ризйки пртт Я

Саратовском ордена Трудового Красного Знамени гоЦЮ1зс9арфрдом университете им. Н. Г. Черны ше (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к оптике и акустоэлектронике и может быть использовано для выделения света с узкой полосой спектрального состава в любом выбранном участке спектра.

Известны акустооптические фильтры, плавно перестраиваемые в широком интервале длин волн света путем изменения частоты управляющего электрического сигнала.

Ячейка этого фильтра из двулучепреломляющего кристалла имеет форму параллелепипеда со скошенными торцами, под одним 10 из . которых на плоскости, составляющей с торцовой гранью острый угол, изготовлен электроакустический преобразователь. Эта грань является одновременно как отражателем или трансформатором акустических волн, так и «входной«гранью для падающего на кристалл света (1) и (2).

Однако с помощью этого устройства невозможно вводить оптический луч в кристалл, показатель преломления которого более 2, с минимальными потерями света или акустической энергии; кроме того, «выходной» торец кристалла скошен S той же плоскости, что и «входной», что приводит к

2 дополнительным потерям дифрагированного света.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является акустооптический. фильтр с коллинеарным взаимодействием, содержащий фотоупругий кристалл с двулучепреломлением, показатель преломления которого более 2, имеющий грань с закрепленным на ней электроакустическим преобразователем и скошенные торцовые грани для транформации продольной акустической волны в сдвиговую, а также для просветления. Гранью для ввода оптического луча в нем служит грань дополнительной призмы, соединенная через слой согласующей жидкости с торцовой гранью )3).

Однако наличие внешних согласующих элементов — дополнительной призмы, жидкой прослойки, усложняют конструкцию устройства, приводит к частичному затенению преобразователем входной апертуры.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства, упрощение его. конструкции и более полное использование области оптической прозрачности кристалла.

Цель достигается тем, что гранью для ввода оптического луча в кристалл является

805240 грань, смежная с торцовыми гранями кристалла и противоположная грани с электрсакустическим. преобразователем.

На фиг. 1 изображена схема акустического фильтра; на фиг. 2 отражен ход свето.вой и акустических волн в акустооптическом фильтре; на фиг. 3 — конструкция акустооптического фильтра с коллинеарным взаимодействием, в иполненного из монокристалла ниобата лития У- среза.

Предлагаемый фильтр содержит грань 1 с изготовленным на ней электроакустическим .преобразователем, электроакустический преобразователь 2, продольных акустических волн, грань 3 для ввода оптического луча, грань 4 трансформатора упругих акусти- . ческих волн, грань 5 для вывода дифрагированного света, скошенная под углом Брюстера, поглотитель 6 акустической волны, ход а акустической волны, ход б оптической волны, угол с Брюстера для падающего света, угол cLq наклона торцовой грани для трансформации акустических волн, угол а(2î наклона грани для ввода оптического луча, который определяется из условия дальней,шего распространения света по ломаной траектории с двумя углами отражения, большими угла полного внутреннего отражения.

Устройство работает следующим образом.

Оптический луч от источника 7 света, пройдя поляризатор 8, попадает на зеркало 9, наклон которого выбран таким образом что свет входит в кристалл 10 под углом

Брюстера к грани, скошенной на 4 (для

LiNbOg У-среза), а затем, отразившись от двух граней кристалла, распространяется точно вдоль оси коллинеарио со сдвиговой акустической волной, которая появляется за счет трансформации на торцовом скосе продольной волны, возбуждаемой электро- 35 акустическим преобразователем.

В результате коллинеарного взаимодействия происходит поворот плоскости поляризации падающего света на 90 . Дифрагированный луч света выходит из кристалла через торцовую поверхность, которая ско40 шена под углом Брюстера и ортогональна грани с электроакустическим преобразователем. Далее свет попадает на промежуточное 11 и выходное 12 зеркала, юстировкой которых можно добиться полной развязки между дифрагированным и недифрагированным лучами света без применения анализатора. Эти же зеркала направляют дифрагированный луч параллельно оптическому лучу, распространяющемуся от источника 9 света. Поглощающее черненое покрытие 13, нанесенное на внутренней части корпуса, в котором помещается акустооптический фильтр, позволяет полностью подавить недифрагированный луч света.

Такая конструкция обеспечивает удобство в эксплуатации благодаря линейному расположению источника света, акустооп.тического фильтра в сборе и необходимых приборов на оптической скамье, а применение акустооптического фильтра позволяет заменить целый набор интерференционных фильтров, изготовляемых на конкретные длины волн света, имеющих более широкую полосу пропускания и обладающих значительными .потерями.

Формула изобретения

Акустооптический фильтр с коллинеарным взаимодействием, содержащий фотоупругий кристалл с двулучепреломлением, показатель преломления которого более 2, имеющий грань с закрепленным на ней электроакустическим преобразователем и скошенные торцовые грани, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, упрощения его конструкции и более полного-использования области оптической прозрачности кристалла, гранью для ввода оптического луча в кристалл является грань, смежная с торцовыми гранями кристалла и противоположная грани с электроакустическим преобразователем.

Источник<и информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3632193, кл. 350-149, 1972.

2. Патент США № 3729251, кл. 350-149, 1973.

3. Патент США ¹ 3740117; кл. 350-149, 1 973.

80524С оставнтель В. Масленников

Редактор Л. Повхан . Техред Л. Бойкас Корректор Л. ыван

Заказ l 0644 68 Тираж Якп Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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