Ячейка керра

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистически к

Ресиублин

{61) Дополнительное к авт. с вид-ву

{22)Заивлено 16.03.81 {2I) .3260381/18-25 с присоелинением заявки ¹

{23)Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 09.01.83 (5l jM. Кл.

G 02 F 1/07

Вкударствений комитет

СССР ао делам изебретекий к открмтий (53) УДК 535.8 (088.8) М. В. Ха птна, А. В. Костромеев, В. B. Преждо/ и М. В:Винниченко э уГ

/ ,",I г

{72) Авторы изобретения

У т

Харьковский ордена Ленина политехнический ннстнтут,-им. В. И.Ленина

{7I) Заявитель (54) ЯЧЕЙКА КЕРРА

Изобретение относится к электрооптическим устройствам модуляционного тила с использованием поляризованного луча света, в которых осуществляется фазовый сдвиг, н может быть использовано, в частности, в электрооптических свето- дальномерах, устройствах для измерения скорости и др.

Известна ячейка Керра, содеркащая . корпус, заполнентвай электрооптической средой, в которой по ходу светового пуча размещена пара электродов, выполненная в виде параллельных пластин (1).

Недостатком этого устройства является малая фазовая стабильность.

Наиболее блнзктэе к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являетая ячейка Керра, содержащая корпус, заполненный электрооптической средой, в которой последовательно по «оду светового луча размещены две пары электродов, каждая нз которых выполнена в втще параллельных плй тин 23.

Недостатки этого устройства - плохие фазовые характеристики н низкая чувстви.тельность., 5

Белью изобретения является улучше нне фазовых характеристик н повышение чувствительности.

Эта цель достигается тем, что в ячей«е Керра, содеркашей корпус, заполненный эпектрооптической средой, в которой последовательно по ходу светового луча размещены две пары электродов, каждая

>> из которых выполнена в виде параллель

IIbIõ ттпастинр IUIIIcTHBbI Второй пары апек тродов расположены перпендикулярно пластинам первой пары, а в качестве электрооптической среды использован снлоксан, при этом грани корпуса ячейки, являю шиеся входной и выходной для светового луча, расположены под углом к направлению распространения последнего.

3 4 костей существенно больше, чем такая же зависимость для неполярных составов.

Создаваемый ячейкой фазовый сдвиг пропорционален квадрату напряжения на электродах ячейки и электрооптической константе Керра используемого состава, т.е. при одной и той же абсолютной погрешности в стабилизации питающего ячейку Керра напряжения при одинаковой длине пути луча большая фазовая стабиле ность и большая чувствительность соответствуют составу с меньшей алектрооптической постоянной, каким является используемый в качестве электрооптической среды неполярный состав силоксан.

Для устранения погрешности, связанной с многократным отражением светового луча (интерференционная погрешность) в самой ячейке Керра, необходимо изменить угол входа луча в ячейку Керра на неперпендикулярный, что достигается выполнением граней корпуса ячейки, являющихся входной и выходной для светового луча, под углом. Наибольший эффект достигается при выполнении граней под углом Брюстера. В этом случае отраженный луч идет по другому пути, отличающемуся от пути основного луча, а геометрическое расположение входящих и выходящих лучей остается постоянным

Изменения электрооптической констан-ты Керра силоксана проводят при нормальном атмосферном давлении для длины волны света 1=632,8 ям. При 6=20 С электрооптическая константа исследуемого линейного силоксана составляет

0,08 10 м/В, а циклического0,05 "10 м/В . Полуволновое напря« жение раскрытия при длине электродов

80 мм составляет 11,8 кВ для первого состава и 13 4ê для второго состава.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет улучшить фазовые характеристики и уменьшить погрешность фазовых сдвигов, определяемых характериотиками сред и конструкцией ячейки.

3 98756

На фиг. 1 схематически показана ячейка Керра; на фиг. 2 изображены виды поляризации прошедшего ячейку Керра плос". кополяриэованного света в зависимости от вносимой ячейкой разности фаз, при подаче напряжения от нуля go полуволно вого значения на первую пару электродов, на фиг. 3 - то же, при подаче напряжения от нуля до полуволнового значении на вторую пару электродов. 10

Ячейка Керра содержит корпус 1, грани 2 и 3 которого являющиеся входной и выходной для светового луча, располо жены под углом к направлению распространения этого луча. В ячейке размещены 35 две пары электродов 4 и 5, погруженные

B алектрооптическую среду 6 с малым значением алектрооптической постоянной, в качестве которой использован силоксан.

Такие составы обладают большой хими 2р ческой стойкостью, термостабильностью, электрооптические характеристики практически не зависят от загрязнений и остаются неизменными в течение длитель ного периода даже при хранении в откр- 25 том сосуде.

Для создания постоянного фазового сдвига на алектроды необходимо подать постоянное стабильное напряжение, при атом погрешность в достижении постоян- щ ного фазового сдвига определяется стабильностью питающего напряжения и фазовой стабильностью электрооптического состава.

Устройство работает следующим образом.

На каждую пару электродов попеременно подается постоянное напряжение, при этом получается аллиптическая поляризация любого вида, одна пара электродов обеспечивает вращение эллипса поляризации в одну сторону, а другая пара электродов - в другую. Посколыту на каждую пару электродов возможна подавать на-. пряжение не превышающее полуволновое напряжение расарытия, исследуемая сре да подвергается меньшему силовому воздействию и в результате повышается ее стабильность, а следовательно, долговременная- фазовая стабильность всей 5р ячейки.

В свою очередь, фазовая стабильность ,состава тем ббльше, чем меньше полярность состава, его химическая активность, гигроскопичность, температурная стабильность.

Зависимость апектрооптической постоянной от температуры для полярных жидФормула изобретения

Ячейка Керра, оодержащая корпус, заполненный электрооптической средой, s которой последовательно по ходу светового луча размещены две пары электродов, каждая из которых выполнена в виде параллельных пластин, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения фазовых характеристик ячейки и повышения чувствительности, пластины

5 второй пары электродов расположены ,перпендикулярно пластинам первой пары, а в качестве алектрооптической среды использован силоксан, при атом грани корпуса ячейки, входная и выходная для светового луча, расположены под углом к направлению распространения последнего.

Источщпси информации, принятые во внимание при акспертизе

987563 б

1. Артемов В.И. и др. Фаэовь|е коьм пенсаторы оптического диапазона и мето ды их калибровки. - Сб. Метрологическое обеспечение измерений: оптикофизических параметров излучения ОКГ.

М., 1976, с. 24-30.

2. Авторское свидетельство СССР

N 120661, an. С 01- 21/21, 10 1 957.

Составитель H. Назарова

Редактор О. Бугир Техред А. Бабннец Корректор Л. Бокшан

Заказ 10299/34 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303З, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4