Магнитооптический пространственно - временной модулятор света Советский патент 1992 года по МПК G02F1/09 

Изобретение относится к магнитооптике и может найти применение в технике оптической связи, оптоэлектронике, телевидении, локации и в других областях техники.

Известен магнитооптический модулятор света, состоящий из пленки магнитооптического материала (MOM) с периодической доменной структурой, источника управляющего магнитного поля. Модулятор осуществляет сканирование пучка света за счет изменения периода доменной структуры.

Недостатком модулятора является невозможность изменения интенсивности света в реальном масштабе времени.

Известен также пространственно-временной модулятор света (ПВМС), состоящий из формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, на отражающей грани которой расположена пленка MOM, линзы, расположенных последовательно по ходу луча света, магнитной ленты с блоком протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой MOM. На магнитную ленту осуществляется запись периодического сигнала. Лента протягивается под пленкой MOM. Под действием полей рассеяния ленты в MOM наводится структура намагниченности, аналогичная сигналу на ленте Свет дифрагирует на этой структуре намагниченVI

со

4

о о со

ности. Продифрагировавшие лучи фокусируются линзой в ее фокальной плоскости.

Недостатком ПВМС является малый угол дифракции, обусловленный невозможность записи сигналограммы на ленте с малым периодом, и низкая разрешающая способность. На магнитной ленте нельзя записать сигнал с периодом, меньшим зазора в записывающей головке. Кроме того, из-за амплитудно-частотных характеристик ленты при малых периодах снижается дифракционная эффективность модулятора. Низкая разрешающая способность обусловлена конечной расходимостью лазерного пучка света и дефектами оптики. Эти недостатки уменьшают количество переключаемых каналов при использовании ПВМС в анализаторах спектра электрических сигналов.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства и увеличение угла дифракции.

В ПВМС, состоящем из формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, на основании которой расположена пленка MOM, линзы, расположенных последовательно пол ходу луча света, маг-, нитной ленты с блоком протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой MOM, пленка MOM выполнена с анизотропией типа легкая ось в плоскости, ось легкого намагничивания ориентирована перпендикулярно направлению движения ленты, плоскость падения света совпадает с направлением оси легкого намагничивания и перпендикулярна направлению движения ленты. Под действием полей рассеяния магнитной ленты происходит поворот вектора намагничивания от оси легкого намагничивания. В результате этого уменьшается проекция вектора намагниченности на направление распространения света. В точках, где поля рассеяния равны нулю, величина проекции вектора намагниченности максимальна, а в точках максимума полей рассения эта величина минимальна. Т.е. в предлагаемом ПВМС составляющая вектора намагниченности на направление света изменяется с удвоенной частотой и происходит удвоение пространственной частоты электрического сигнала, записанного на магнитной ленте. За счет удвоения пространственной частоты удваивается угол дифракции и разрешающая способность увеличится в два раза.

На фиг.1 представлена схема ПВМС; на фиг.2 - вид А на фиг.2; на фиг.З - изменение проекции вектора намагниченности под действием поля.

ПВМС содержит лазерный источник 1 света, формирователь 2 пучка света, призму

3 полного внутреннего отражения.на отражающей грани которой находится пленка MOM 4, поляризатор 5, линза 6. Магнитная лента 7 с блоком 8 протяжки и записи 9

соприкасается с пленкой MOM. На чертежах приведены следующие обозначения: поля рассеяния 10 сигналограммы на магнитной ленте, направление вектора 11 и 12 намагниченности в отсутствие поля и при воздействии соответственно, изменение проекции 13 и 14 вектора намагниченности на оси X и Y соответственно.

Устройство работает следующим образом.

На магнитную ленту 6 блоком 9 записи производится запись сигнала, например синусоида. Блок7 протяжки протягиваетленту 6 под пленкой MOM 4. Поля рассеяния магнитной ленты 6 индицируют в MOM 4 структуру намагниченности, аналогичную сигналограмме на ленте. Свет от лазерного источника 1 расширяется формирователем 2 пучка и, пройдя через призму 3, попадает

на MOM 4, где дифрагирует. Поскольку штрихи решетки в MOM параллельны плоскости падения света, а вектор намагниченности лежит в плоскости пленки MOM и поворачивается под действием полей рассеяния на угол не более 90°, то пространственная частота синусоиды удваивается (если плоскость падения света совпадает с направлением движения ленты, то данная пленка MOM оставит пространственную частоту неизменной). Продифрагировавшие лучи выходят из призмы 3 и проходят через поляризатор 5, линзу 6, которая собирает их в точку.

Пример. Источник света - гелий-неоновый лазер. Формирователь пучка - телескопическая система линз. Призма полного внутреннего отражения выполнения из га- долиний-галлиевого граната, на гипотенузной грани которой методом жидкофазной эпитаксии выращена пленка MOM состава (Bl, Lu)s(Fe, Ga)sOi2.

На магнитную ленту записывается синусоида с периодом от 5 мкм до 1 мм. В пленке

MOM наводится структура намагниченности с тем же периодом. Но составляющие вектора намагниченности на направление распространения света будут модулироваться с вдвое меньшим периодом и за счет

этого вдвое возрастает угол дифракции. Поскольку разрешающая способность дифракционной решетки пропорциональна числу штрихов решетки, то она возрастает в два раза. Угол дифракции также возрастает в два раза.

Формула изобретения Магнитооптический пространственно- временной модулятор света, содержащий последовательно установленные и оптически связанные формирователь пучка света, призму полного внутреннего отражения, на основании которой размещена пленка магнитооптического материала, поляризатор и линзу, а также магнитную ленту с блоками протяжки и записи, которая размещена в

0

контакте с пленкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения угла дифракции и повышения разрешающей способности, пленка магнитооптического материала выполнена с анизотропией типа легкая ось в плоскости и размещена так, что ось легкого намагничивания пленки ориентирована перпендикулярно к направлению движения ленты и лежит в плоскости падения и отражения света.

Изобретение относится к магнитооптике и может найти применение в технике оптической связи, оптоэлектронике, телевидении, локации и т.д. Цель-увеличение угла дифракции и повышение пространственного разрешения. Модулятор содержит расположенные последовательно формирователь пучка излучения, призму полного внутреннего отражения, на отражающей грани которой расположена пленка магнитооптического материала (MOM), поляризатор и линзу. С пленкой MOM соприкасается магнитная лента, на которую блоком записи записывается управляющий сигнал. Пленка MOM выполнена с анизотропией типа легкая ось в плоскости. Ось легкого намагничивания MOM ориентирована в плоскости падения света и перпендикулярно направлению движения ленты. Магнитная лента протягивается блоком протяжки под MOM и воздействует полями рассеяния сигналог- раммы на MOM. В MOM индуцируется структура намагниченности, аналогичная сигналограмме. Свет дифрагирует на этой структуре намагниченности и продифраги- ровавшие лучи собираются в точку в фокал ь- ной плоскости линзы. 3 ил. ел с

9°#г 2