МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ АМПЛИТУДНЫЙ РЕГИСТРАТОР Российский патент 2000 года по МПК G01R29/08 H01L31/00 

Изобретение относится к области переноса амплитудно-модулированных сигналов и демодуляции, а именно к магнитооптическим амплитудным регистраторам.

Известны магнитооптические модуляторы на эффекте Фарадея, акустические и оптико-механические модуляторы /1/. Все эти устройства определяют условия модуляции при получении лазерного излучения, но не для преобразования лазерного излучения в электрический ток.

Известен аналог свип-генератор на основе эффекта Керра для получения световых сигналов с T=10^-10 с, причем амплитуда их строго постоянна во всем частотном диапазоне.

Известен прибор и для обратной задачи: измерения подаваемого на ячейку Керра высокого напряжения путем регистрации через нее лазерного луча с известными параметрами /2/. Высокие измерительные характеристики и низкий КПД преобразования энергии и определили область использования аналогов в микроэлектроннике и ЭВМ в качестве измерительных приборов.

Известно устройство для исследования интерференции поляризованного света при взаимодействии обыкновенной и необыкновенной волн, когда параллельный пучок света, прошедший через поляризатор, падает нормально на поверхность плоскопараллельной пластинки, вырезанной из одноосного кристалла параллельно его оптической оси /3/.

Использование данных устройств в качестве преобразователей энергии в электрический ток затруднено за счет строго фиксированного в пространстве и во времени направления оптической оси и времени установления оптической анизотропии, что и определяет низкий КПД преобразования принимаемого сигнала в электрический ток.

В настоящее время известны явления: модуляционной неустойчивости и взрывной неустойчивости на основе нелинейного взаимодействия "волна-волна". Если волна с отрицательной энергией отдает энергию волне с положительной энергией, то амплитуды обеих волн нарастают до бесконечно больших значений за конечный промежуток времени /4/.

Заявляемое техническое решение позволяет получить многофункциональный магнитооптический фазовый регистратор с высоким КПД, дающий возможность регистрировать и фиксировать спектры излучений, сопутствующие смерчам, ураганам, землетрясениям, вулканической активности, гравитационным излучениям /их всплескам/ и т.д., регистрировать направление излучения и др.

Принимающим устройством могут быть сканеры, а также самописцы, ЭВМ, приборы управления, связи и др.

В качестве основы магнитооптической среды может быть взята диамагнитная /пассивная к магнитной компоненте спектра, типа медного купороса и др./, парамагнитная, когда основной компонент регистрирующего спектра является магнитным /типа, железного купороса и т.д./.

Для регистрации информационной компоненты, содержащейся в лазерном луче, могут быть использованы диэлектрики с полярными и неполярными молекулами и жестким диполем.

Параметры конуса определяются основной несущей частотой излучения и предполагаемым спектром регистрирующего излучения.

Конус выполнен из материала, прозрачного для электромагнитного сигнала, например оргстекла, полистирола и т.п. Кроме того, конус может быть выполнен из гибкой пленки с управлением динамическим формированием его формы.

Скорость вращения конуса является параметром предварительной настройки и подбирается опытным путем.

Индукционный элемент может быть выполнен из проволоки, напыленного проводника и т.п.

Данное техническое решение достигается тем, что соосно с магнитооптическим модулятором смонтирован вращающийся прозрачный для лазерного излучения конус, заполненный магнитооптической жидкостью. На поверхности конуса или на внутренней ее поверхности расположен индукционный элемент типа витка проволоки, концы которой разнесены и припаяны к контактам. За счет скользящих контактов идет съем энергии электрического тока на потребитель. Наличие в устройстве вращающего конуса увеличивает возможность управления временем оптической анизотропии на основе создания пространственной искусственной оптической анизотропии и увеличения мощности принимаемого сигнала. Скорость вращения конуса определена напряжением механических сил в магнитооптической среде с образованием пространственно-временной анизотропии и возникновением прецессирующих и перемещающихся вдоль конуса плоскостей с оптической осью при взаимодействии поля лазерного излучения с магнитооптической средой. Движение этих плоскостей вдоль конуса навстречу друг к другу увеличивает поглощение обыкновенного луча и отражение необыкновенного луча.

Изобретение поясняется чертежом.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "Новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не выявлены и поэтому обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема заявленного амплитудного регистратора.

Магнитооптический амплитудный регистратор содержит магнитооптический модулятор 1, анализатор, выполненный в виде конуса 2, установленного соосно с модулятором 1, выполненного из материала, прозрачного для электромагнитного сигнала. Конус 2 заполнен магнитооптической средой 3. Внутри конуса 2 расположен индукционный элемент 4, выполненный в виде витка проволоки, например медной, концы 5, 6 которого разнесены и припаяны к контактам 7, 8. Контакты 7, 8 выполнены с возможностью скольжения по контактам 9, 10, которые соединены с нагрузкой 11. При этом конус 2 неподвижно закреплен на основании 12, которое через подшипник 13 и посредством привода 14 соединено с двигателем 15.

Устройство работает следующим образом. Сигнал 16 /лазерный луч, сигнал от РЛС и т.п./ через высокочастотный вход попадает на конус 2. В магнитооптической среде 3, заполняющей конус 2, происходит разделение высокочастотной составляющей и информационно значимой низкочастотной составляющей. Путем подбора параметров конуса, магнитооптических свойств среды, заполняющей конус, величины индукции, индукционного элемента, витка /витков/ проволоки, скорости вращения конуса регистратор настраивают таким образом, чтобы выделение информационно значимой составляющей происходило в условиях резонанса.

Литература
1. Киселев Г.Л. Приборы квантовой электроники. - М.: Высшая школа, 1980.

2. Ячейка Керра - новый измерительный прибор. - Журнал "Природа", 1983, N 11, с. 38-45.

Справочник по физике. Яворский В.М., Детлаф А.А. изд. 3. - М.: Наука, 1990, с. 414-415.

3. Милентьев В.П., Темко С.В. Физика плазмы. "Мир знаний" - М.: Просвещение, 1983, с. 106-107.

Магнитооптический амплитудный регистратор включает анализатор, установленный соосно с модулятором, который выполнен в виде конуса, из материала, прозрачного для электромагнитного сигнала, и заполнен активной магнитооптической средой, внутри конуса или на его наружной поверхности расположен индукционный элемент, концы которого соединены с нагрузкой, при этом конус установлен с возможностью вращения вокруг своей оси. Технический результат заключается в создании многофункционального регистратора излучений с высоким КПД преобразования энергии электромагнитного сигнала в электрический ток. 1 ил.

Магнитооптический амплитудный регистратор, включающий модулятор и анализатор, отличающийся тем, что анализатор установлен соосно с модулятором и выполнен в виде конуса, выполненного из материала, прозрачного для электромагнитного сигнала и заполненного активной магнитооптической средой, внутри конуса или на его наружной поверхности расположен индукционный элемент, концы которого соединены с нагрузкой, при этом конус установлен с возможностью вращения вокруг своей оси.