Высокоскоростной вращатель плоскости поляризации Советский патент 1991 года по МПК G01N21/21 

Изобретение относится к преобразователям поляризованного излучения, используемым в различных оптических системах передачи, обработки и измерения информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение спектральных характеристик,

На фиг. 1 и 2 изображены оптические схемы устройства,

Полуволновой фазосдвигатель (фиг. 1) состоит из двух идентичных ахроматических четвертьволновых фазовых пластинок 1 и 2 с параллельной ориентацией оптических осей, между которыми расположен активный элемент 3, азимут оптической оси наведенной анизотропии которого отличается на 45° от азимута оптических осей фазовых пластинок Изображенный на фиг. 2 вращатель отличается тем, что оптическая

ось выходной фазовой пл зет инки повернута на 90° ло отношению к or глческой оси входной пластинки

Устройство работает следующим образом.

Матрицу Мюллера, характеризующую свойства предлагаемого вращателя, можно получить перемножением матриц, ха- рактериз«ющих соответственно свойства четвертьволновых пластинок и активного элемента, эквивалентного в формализме Мюллера фазовой пластинке с фиксированной осью и переменной фазой Матрицы отдельных элементов имеют следующий

ВИД

Л 000 О 1 00 000 1 iOO-1 О/

Матрица четвертьволновой пластинки с ориентацией оптической оси 0°

Mi /

ш

о

ел

СО

о

A yiop-oМг 0 cos oO-sin о 0010

vQ sin do cos (5, Матрица фазовой пластинки с произвольным фазовым сдвигом (5 и ориентацией оптической оси 45°. л /ЮОО Мз -10100 000-1j 0 0 1 0

Матрица четвертьволновой фазовой пластинки с ориентацией оптической оси 90°.

В результате перемножения матриц получим:

/ЮОО

л л л л 0 cos 3 sin 50 Вариант M MiM2Mi l 0 sin б -cos б О/ 000 1

Л л л л /ЮОО М МзМ2М1 / 0 cos д sin б О

I 0 -sin б cos (50j

000 1

В первом варианте матрица устройства представляет собой матрицу полуволновой фазовой пластинки с азимутом эквивалентной оптической оси 6/4, во втором - матрицу вращателя с углом поворота 6/2. В любом из этих случаев при изменении фазы активного элемента на величину 5 плоскость поляризации входящего линейно поляризованного света повернется на угол «5/2 независимо от своей первоначальной ориентации.

При использовании в качестве активного элемента устройства электрооптических и фотоупругих переменных фазосдвигате- лей может быть достигнута высокая скорость вращения плоскости поляризации. За счет высокого качества этих фазосдвигате- лей будет повышена степень линейной поляризации выходного луча. В варианте с электрооптическим модулятором на ячейке Поккельса возможно неравномерное, дискретное, или программно-управляемое изменение положения плоскости поляризации выходящего излучения в зависимости от формы прилагаемого к управляющим электродам напряжения. При этом угол поворота плоскости поляризации будет пропорционален управляющему напряжению.

В случае с фотоупругим модулятором изменение фазы происходит, как правило, по гармоническому закону, в результате чего плоскость поляризации будет неравномерно вращаться или совершать колебания с фиксированной частотой, В качестве активного элемента могут быть использованы и любые другие типы переменных фазосдви- гателей.

Как правило, во всех типах активных фазосдвигателей фазовый сдвиг в первом приближении обратно пропорционален длине волны проходящего излучения, что в рассматриваемой схеме приведет к различному повороту вектора поляризации на разных длинах волн. Однако использование ахроматических пассивных элементов и возможность управления амплитудой воздействия на активный элемент приводят к

тому, что заданный поворот можно обеспечить в любой спектральной области из рабочего диапазона ахроматизации фазовых пластинок. Таким образом, устройство позволяет оперативно изменять свои спектральные характеристики.

В рассматриваемой схеме устранено смещение светового пучка ввиду отсутствия механических движений. За счет применения широко распространенных и

удобных в управлении переменных фазосдвигателей можно ожидать дополнительного улучшения эксплуатационных свойств вращателя.

Формулаизобретения Высокоскоростной вращатель плоскости поляризации, содержащий последовательно установленные входную четвертьволновую фазовую пластину и активный

элемент с переменным фазовым сдвигом, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения спектральных характеристик, введена дополнительная выходная четвертьволновая

фазовая пластина, оптическая ось которой ориентирована параллельно или под углом 90° к оптической оси входной пластины, а активный элемент установлен так, что ось наведенной анизотропии имеет фиксированную ориентацию и составляет угол 45° с оптической осью одной из фазовых пластин, причем обе фазовые пластины ахроматизо- ваны.

Изобретение относится к преобразователям поляризованного измерения, используемым в различных оптических системах передачи, обработки и измерения информации. Цель изобретения - по вышение быстродействия и расширение спектральных характеристик. Использование в устройства скрещенных ахроматизо- взнных че-твертьволновых пластин в сочетании с положением активною эле мента позволяет устранить смещение пучка к опеоативно изменять спектральные характеристики.

Фм.1

Фм.1