close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10292

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 02F 1/29
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР
(21) Номер заявки: a 20060602
(22) 2006.06.19
(43) 2008.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Пилипович Владимир Антонович; Ставров Александр Афанасьевич; Конойко Алексей Иванович; Поликанин Александр Михайлович (BY)
BY 10292 C1 2008.02.28
BY (11) 10292
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) Адрианова И.И. и др. Оптико-механическая промышленность. - 1978. - № 6. С. 24-26.
BY 6592 C1, 2004.
SU 1495738 A1, 1989.
US 6172790 B1, 2001.
JP 09159978 A, 1997.
JP 10339858 A, 1998.
WO 98/18045 A1.
(57)
Электрооптический амплитудный модулятор, содержащий первый и второй кристаллические электрооптические элементы с поперечным приложением управляющего поля, отличающийся тем, что содержит расщепитель, выполненный в виде двух наложенных друг
на друга объемных фазовых решеток Брэгга с диапазоном изменения показателя преломления, обеспечивающим при максимальной дифракционной эффективности равенство интенсивностей световых пучков, и оптически связанный со входами первого и второго электрооптических элементов, первый и второй отражатели, оптически связанные с выходами
первого и второго электрооптических элементов соответственно, причем разность оптических путей расщепленных световых пучков кратна λ/2, где λ - длина волны излучения, направление вектора напряженности управляющего электрического поля в первом электрооптическом элементе параллельно его оптической оси, во втором - противоположно его
оптической оси, а оптические оси электрооптических элементов параллельны между собой.
BY 10292 C1 2008.02.28
Электрооптический амплитудный модулятор относится к области оптических методов
обработки информации, лазерной технике, оптической связи и локации и может быть использован в научном, технологическом, измерительном и медицинском приборостроении.
Известен электрооптический амплитудный модулятор бегущей волны [1], который состоит из поляризатора и двух электрооптических кристаллов, между которыми помещена
пластинка, вносящая оптическую разность хода λ/2. Причем одноименные кристаллографические оси обоих кристаллов ориентированы в противоположных направлениях.
Такой электрооптический амплитудный модулятор обладает высоким управляющим
напряжением, поскольку вносимая им управляемая разность фаз между ортогональными
составляющими электрического вектора проходящей световой волны наводится за счет
управляемого смещения только одной из взаимодействующих составляющих.
Наиболее близким по технической сущности является электрооптический амплитудный модулятор на поперечном электрооптическом эффекте [2], который состоит из поляризатора и двух электрооптических кристаллов, расположенных так, чтобы составляющие
светового электрического вектора с различным направлением плоскости поляризации при
прохождении через затвор приобретали одинаковую постоянную фазовую задержку, что
достигается за счет поворота второго электрооптического кристалла относительно первого на угол 90°.
Такой электрооптический амплитудный модулятор обладает высоким управляющим
напряжением, поскольку вносимая им управляемая разность фаз между ортогональными
составляющими электрического вектора проходящей световой волны наводится за счет
управляемого смещения только одной из взаимодействующих составляющих.
Технической задачей изобретения является уменьшение управляющего напряжения
электрооптического амплитудного модулятора за счет управляемого смещения обоих составляющих электрического вектора световой волны.
Поставленная техническая задача решается тем, что электрооптический амплитудный
модулятор, содержащий первый и второй кристаллические электрооптические элементы с
поперечным приложением управляющего поля содержит расщепитель, выполненный в
виде двух наложенных друг на друга объемных фазовых решеток Брэгга с диапазоном изменения показателя преломления, обеспечивающим при максимальной дифракционной
эффективности равенство интенсивностей световых пучков, и оптически связанный со
входами первого и второго электрооптических элементов, первый и второй отражатели,
оптически связанные с выходами первого и второго электрооптических элементов, причем разность оптических путей расщепленных световых пучков кратна λ/2, где λ - длина
волны излучения, направление вектора напряженности управляющего электрического поля в первом электрооптическом элементе параллельно его оптической оси, во втором противоположно его оптической оси, а оптические оси электрооптических элементов параллельны между собой.
Совокупность указанных признаков позволяет осуществлять амплитудную модуляцию оптического излучения с вдвое меньшей величиной управляющего напряжения за
счет пространственного разделения исходного светового пучка на две равные составляющие, их индивидуального управляемого смещения друг относительно друга и интерференционного суммирования.
Сущность изобретения поясняется на фигуре, где:
1 - расщепитель;
2 - первый электрооптический элемент;
3 - второй электрооптический элемент;
4 - первый отражатель;
5 - второй отражатель.
Устройство содержит расщепитель 1, оптически связанный с входами первого 2 и второго 3 электрооптических элементов, первый 4 и второй 5 отражатели, оптически связан2
BY 10292 C1 2008.02.28
ные с выходами соответственно первого 2 и второго 3 электрооптических элементов, причем разность оптических путей пройденных расщепленными световыми пучками от расщепителя 1 до первого 4 и второго 5 отражателей и обратно кратна λ/2, кроме того, направление вектора напряженности управляющего электрического поля в первом электрооптическом элементе 2 параллельно его оптической оси, а во втором 3 - противоположно,
причем оптические оси первого 2 и второго 3 электрооптических элементов параллельны
друг другу.
Расщепитель 1 выполнен в виде объемной фазовой голограммы (две наложенные решетки Брэгга) с динамическим диапазоном изменения показателя преломления, обеспечивающим равенство интенсивностей расщепленных световых пучков при максимальной
дифракционной эффективности.
Первый 2 и второй 3 электрооптические элементы выполнены в виде прямоугольных
призм из электрооптического кристалла KD2PO4, на которых на противоположных боковых гранях, перпендикулярно оптической оси, нанесены проводящие пленоченые электроды.
Первый 4 и второй 5 отражатели выполнены в виде диэлектрических зеркальных покрытий на плоскопараллельных подложках из стекла К-8.
Электрооптический амплитудный модулятор работает следующим образом.
В исходном состоянии на голографический расщепитель 1 поступает неполяризованное излучение. В результате дифракции исходного светового пучка на голографическом
расщепителе 1 в первом 2 и втором 3 электрооптических элементах будут распространяться два равных по амплитуде световых пучка. Пройдя первый 2 и второй 3 электрооптические элементы, дифрагировавшие световые пучки отражаются от первого 4 и второго
5 отражателей и возвращаются в обратном направлении. При этом они приобретают оптическую разность хода, равную λ/2. После прохождения голографического расщепителя 1 в
обратном направлении дифрагировавшие световые пучки в результате интерференции гасят друг друга.
При подаче на первый 2 и второй 3 электрооптические элементы управляющего напряжения в плоскости, перпендикулярной их оптическим осям, возникает изменение показателя преломления [3].
1
δn i = ± n 30 r63 E ,
2
где i = 2; 3 - номера, соответственно, первого 2 и второго 3 электрооптического элемента;
n0 - показатель преломления электрооптического кристалла для обыкновенного луча; r63 электрооптический коэффициент; Е - напряженность электрического поля; причем положительный знак изменения показателя преломления будет в случае, если направление напряженности электрического поля совпадает с направлением оптической оси, отрицательный - в случае противоположной ориентации. Это приводит в расщепленных световых
пучках к возникновению изменения разности оптических путей излучения, поляризованного в плоскости, перпендикулярной оптическим осям первого 2 и второго 3 электрооптических элементов. Для излучения, поляризованного параллельно оптическим осям первого 2 и второго 3 электрооптических элементов, оптическая разность хода не изменяется,
то есть равна λ/2. В результате прохождения голографического расщепителя 1 световые
пучки интерферируют между собой. Световые пучки, поляризованные в плоскости, параллельной оптическим осям первого 2 и второго 3 электрооптических элементов, гасят
друг друга, а световые волны световых пучков, поляризованных в перпендикулярной
плоскости, складываются. Поэтому в направлении, противоположном исходному световому пучку, начинает распространяться встречный световой пучок, поляризованный в
плоскости, перпендикулярной оптическим осям первого 2 и второго 3 электрооптических
элементов. Интенсивность этого светового пучка будет иметь максимальную величину
3
BY 10292 C1 2008.02.28
при изменении разности фаз между интерферирующими пучками, равной π. Это обеспечивается за счет приложения к электрооптическим элементам электрического напряжения
величиной
1 λ d
U=
,
4 n 30 r63 l
где λ - длина волны излучения, d и l - соответственно толщина и длина электрооптических
элементов, которая в два раза меньше, чем у существующих электрооптических амплитудных модуляторов [1].
Источники информации:
1. Мустель Е.П., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. - М.: Наука,
1970. - 296 с.
2. Адрианова И.И., Заславская В.Р., Степаненко Н.Ф., Чижиков Г.Г. Фазовый электрооптический модулятор неполяризованного излучения // Оптико-механическая промышленность. - 1978. - № 6. - С. 24-26.
3. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. - М.: Мир, 1987. - 616 с.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
135 Кб
Теги
by10292, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа