Ячейка фарадея

 

Союз Советских

Социалистических Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П!ЛЬСТВУ

Ф

/ !

yl

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060679 (21) 2775834/18-25 с присоединением заявки Hо

{51:)М. Кл.з

G 02 F 1/09

Государственный комитет

СССР ло аелаи изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150381.бюллетень Й3 10

Дата опубликования описания 150381

{53) УДК 535 8 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения я ° A Имас и В.С. Салядйнов

r т : «у I

t ! (71) Заявитель (54) ЯЧЕЙКА ФАРАДЕЯ

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам с вращением плоскости поляризации в магнитном поле, Известна ячейка Фарадея с уменьшенной неравномерностью угла поворота плоскости поляразации по радиусу, в которой компенсация влияния неравномерности поля достигается путем увеличения длины магнитоактивного стержня. примерно вдвое по сравнению с длиной катушки (11.

Увеличение длины магнитоактив ного стержня сильно удорожает конструкцию ячейки, так как требует дополнитель. ной затраты крайне дефицитного и дорогостоящего магнитоактивного.материала. В ряде случаев увеличение длины магнитоактивного стержня влеl чет эа:,собой появление нежелательных. эффектов, ограничивающих уровень мощности светового потока: увеличение неактивных потерь, появление линей" ных искажений волнового фронта мощ ного лазерного пучка, возникновение . самофокусировки, уменьшение лучевой прочности магнитоактивного стержня и т.д. Кроме того, применение соле" ноидов с большим эйачением отноше-, ния длины к диаметру приводит к не-, оправданному увеличению мощности или энергии источника питания, которые пропорциональны объему соленоида.

Наиболее близкой к изобретению является ячейка Фарадея, содержащая магнитоактивный стержень, катушку .;возбуждения магнитного поля и поляризаторы (2).

Однако угол поворота плоскости

1 поляризации, а следовательно, и про пускание ячейки с поляризаторами меняются по радиусу магнитоактивного стержня, что связано с неравномер-

15 ностью распределения значений интеграла магнитного поля по сечению соленоида.

Цель изобретения — компенсация неравномерности угла поворота плос20 кости поляризации по поперечному сечению светового пучка.

Указанная цель достигается тем, что в ячейке Фарадея торцовьм поверхиостям магнитоактивного стержня при"

25 дана форма, определяемая из соотношения

В (г)

g(X ") (Ь Н (2,r)az) (1) о где В (x,ó) - длина оптического

30 пути луча s магнито81ЗЗ51 активном материале на расстоянии r от оси катушкиу

Н продольная составляющая магнитного ноля на том же расстоянии от оси

Катушка возбуждения магнитного роля выполнена в виде соленоида кругового сечения, а торцовые поверх- ности магнитоактивного стержня выполнены в виде сферы, радиус кривизны которой выбран из условия ! а +(Ь Za) 2 (Ь -2 } где 2а — внутренний диаметр соленоида;

2в - длина стержня по оси соленоида;

Q (z; o)az

Для компенсации искажений волнового фронта пучка перед каждым торцом магнитоактивного стержня установлены дополнительные линзы иэ неактивного материала.

Возможность компенсации влиян- я неравномерности поля по поперечному сечению соленоида выбором формы торцовых поверхностей магнитоактивного стержня основана на том, что угол поворота плоскости поляризации пропорционален произведению интеграла продольной составляющей магнитного поля на длину активной среды ь

ip(x,s)-e (хф fí (z,xp)az. (з)

Таким образом, если форму торцовых поверхностей выбо ть с таким расчетом, чтобы )Iz (8 Й ), угол поворота плоскбсФи поляризации будет постоянен по поперечному сечению магнитоактивного стержня °

На фиг. 1 изображена ячейка Фарадея,,продольный разрезу на фиг, 2 " график зависимости.

Ячейка содержит: .магнитоактивный стержень 1, катушки 2 возбуждения магнитного поля и линзу 3 иэ неактивного материала.

Проверка эффективности предложенной ячейки Фарадея производится на прф ере ячейки, состоящей из активного стержня иэ стекла МОС-12 диаметром 2а-60 мм и длиной по оси

2в-60 мм. Измеренное распределение компонент поля H (z,o) и H (Z,а) дано на фиг. 2. Графически интегрируя H (z о) и используя Формулу (2) < определяют радиус кривизны торцовйх поверхностей как R=3 4а=85 мм.

Экспериментально сравниваются две ячейки, содержащие стержни с плоски ми и сферическими торцовыми поверхностями. Соленоиды с активными стержнями помещаются между -,двумя поляризаторами, развернутыми на 45 друг относительно друга. Минимальная несокращенность при варьировании напряжения источника питания для стержня с плоскими торцами составляет 6%.

Нескрещенность для стержня со сферическйми торцами — менее 0,5Ъ.

Формула изобретения

1. Ячейка Фарадея, содержащая магнитоактивный стержень, катушку возбуждения магнитного поля и поляриэа=

3$ торы, отличающаяся тем, что, с целью компенсации неравномерности угла поворота плоскости поляризации по поперечному сечению светового пучка, торцовые поверхности щ магнитоактивного стержня имеют форму, определяемую иэ соотношения

7(8 (r) ($ н (z 1 )сЧ2.) о где С (Z) — длина оптического пути

25 луча в магии тоак тив ном материале на расстоянии

r от оси катушки;

Ig продольная составляющая магнитного поля на том за же расстоянии от оси.

2. Ячейка по п.1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что катушка выполнена в виде соленоида кругового сечения, а торцовые поверхности магнитоактивЗ5 ного стержня выполнены в,виде сферы, радиус кривизны которой выбран иэ условия а .+(Ь-2<„)

2(O-zu)

4О где 2a — внутренний диаметр соленоида;

2в - длина стержня по оси соленоида;

2 = а

3. Ячейка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью компенсации искажений йолнового фронта пучка, перед каждым торцом магии оак-. тивного стержня установлены допоу-нительные линзы из неактивного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Белостоцкий Б.Р., Любавский

60 Ю.В. и Овчинников Б,Н, Основы лазерной техники. М, Советское радис, 1972, с, 282, 2 ° Мустель Е.P. и Парыгин В,Н, Методы модуляции и сканиронания све65 та. IwtI., Наука, 1970, с. 181, 813351

Риа!

45 гд

Оитносияе ь ое ррах cì ð ë ам d центра соленоида

Фиг.8 составитель С. Шестак

Редактор T. Парфенова Техред A.Бабинец Корректор Г, Назарова

Заказ 7б9/58

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

1.0 ь

1 ь ч

I ь

4б ь

05 Ь у ьь

%э

Ca + 9

Тираж 539- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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