ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H01S3/63 

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических приемо-передающих системах.

Известен оптоэлектронный усилитель, представленный в патенте автора №2239174, осуществляющий переизлучение света. В нем свет от источника излучения, которое может быть и лазерное, усиливается в оптоэлектронном преобразователе. Далее свет проходит через элементы, обеспечивающие его обратную связь. Однако преобразователь имеет низкую чувствительность, что не позволяет увеличить мощность переизлучения света.

Известен оптоэлектронный усилитель, представленный в книге Криксунов Л.З. «Справочник по инфракрасной технике», 1978, стр.310. Он состоит из фоторезистора и светодиода. Свет от источника излучения, представляющий из себя, например, лазер или лазерный переизлучатель, облучает фоторезистор, преобразующий световой сигнал в электрический, поступающий далее на вход светодиода. Последний излучает свет, мощность которого превышает мощность света, падающего на фоторезистор. В результате реализуется усиление переизлученного светодиодом света. Однако для увеличения мощности переизлучения света необходимо использовать громоздкие узлы.

С помощью предлагаемого устройства осуществляется увеличение мощности переизлучения света без использования громоздких узлов. Достигается это введением электролюминисцентного преобразователя, объектива, резонатора, двух повернутых отражательных зеркал и повернутого полупрозрачного зеркала, при этом оптический выход светодиода связан с первым оптическим входом полупрозрачного зеркала, имеющего оптический выход, связанный через электролюминисцентный преобразователь, через объектив, через резонатор с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала, оптический выход которого связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник излучения;

2 - фоторезистор;

3 - светодиод;

4 - повернутое отражательное зеркало;

5 - повернутое полупрозрачное зеркало;

6 - электролюминисцентный преобразователь;

7 - объектив;

8 - повернутое отражательное зеркало;

9 - резонатор,

при этом оптический выход источника излучения 1 через фоторезистор 2 связан с оптическим входом светодиода 3, имеющим оптический выход, связанный с первым оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала 5, имеющего оптический выход, связанный через электролюминисцентный преобразователь 6, через объектив 7, через резонатор 9 с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 8, оптический выход которого связан с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 4, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Источник излучения 1 излучает свет, который поступает на оптический вход фоторезистора 2. Источник 1 может представлять из себя оптический передатчик, лазер, в том числе и импульсный или отражатель лазерного излучения. Фоторезистор 2 преобразует оптический сигнал в электрический, поступающий с выхода фоторезистора на вход светодиода 3, преобразующий электрический сигнал в оптический. Световой сигнал на оптическом выходе светодиода 3 имеет большую мощность, чем на входе фоторезистора 2. С оптического выхода светодиода усиленный световой сигнал поступает на первый оптический вход повернутого полупрозрачного зеркала 5, с оптического выхода которого оптический сигнал далее поступает в электролюминисцентный преобразователь 6, который еще более усиливает световой сигнал и изменяет его спектр. Усиление преобразователя может составлять значение 10⁴.

Пример конкретного исполнения электролюминисцентного преобразователя представлен в вышеупомянутом справочнике по инфракрасной технике на стр.309-310, рис.6.70, а пример исполнения фоторезистора с светодиодом представлен на этой же странице 310, рис.6.71. Усиленная световая энергия с оптического выхода преобразователя 6 поступает через объектив 7 в резонатор 9. Объектив формирует расходимость луча, которая облучает активный слой резонатора 9. В качестве активного слоя может быть применен кристалл. При этом частота излучения резонатора 9 может быть равна частоте излучения света от источника излучения 1.

В качестве узла накачки используется преобразователь 6, а частота света с его оптического выхода превышает частоту излучения резонатора 9. При этом подбирается электролюминисцентный преобразователь с такой частотой излучения люминофора, обеспечивающий наибольшую мощность излучения резонатора 9. Излученный резонатором 9 свет последовательно отражается от повернутых отражательных зеркал 8, 4 и поступает на второй оптический вход вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала 5, от которого также отражается и снова поступает в электролюминисцентный преобразователь 6.

Таким образом, благодаря циркуляции по контуру осуществляется еще большее усиление света и реализуется обратная связь, которая компенсирует потери световой энергии при прохождении ее через полупрозрачное зеркало 5. Кроме того, не требуется применение громоздких ламп накачки. Величина усиления устройства может иметь значение 10¹⁰.

Предлагаемое устройство может быть использовано в оптических локационных системах, увеличивая дальность их действия.

Устройство может быть использовано также в узлах связи для ретрансляции оптической информации, в том числе и по волоконно-оптическим линиям.

Изобретение относится к оптоэлектронике для использования в оптических приемо-передающих системах. Технический результат - увеличение мощности переизлучения без использования громоздких узлов. Достигается это благодаря введению электролюминисцентного преобразователя, объектива резонатора, двух повернутых отражательных зеркал и повернутого полупрозрачного зеркала. При этом оптический выход светодиода связан с первым оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала, имеющего оптический выход, связанный через электролюминисцентный преобразователь, через объектив, через резонатор с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала, оптический выход которого связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала. 1 ил.

Оптоэлектронный усилитель, состоящий из источника излучения, фоторезистора и светодиода, где оптический выход источника излучения через фоторезистор связан с оптическим входом светодиода, отличающийся тем, что вводится электролюминесцентный преобразователь, объектив, резонатор, два повернутых отражательных зеркала и повернутое полупрозрачное зеркало, при этом оптический выход светодиода связан с первым оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала, имеющего оптический выход, связанный через электролюминесцентный преобразователь, через объектив, через резонатор с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала, оптический выход которого связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала.