Деполяризатор Советский патент 1992 года по МПК G02B5/30 G02B1/08 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться в качестве элемента оптических устройств.

Известно применение мутной среды или матовой поверхности в качестве деполяризующего элемента. При прохождении света через мутную среду или матовую поверхность происходит его рассеяние, сопровождающееся уменьшением степени поляризации света с повышением однородности по сечению пучка.

Недостатками использования мутных сред и матовых поверхностей является ухудшение направленности излучения и уменьшение интенсивности излучения.

Известен также деполяризатор, снижающий степень поляризации, состоящий из двух фазовых пластинок переменной толщины, склеенных вместе. При этом одна из пластинок создает левостороннюю, и другая - правостороннюю круговую поляризацию.

Недостатком этого устройства является низкая однородность деполяризованного излучения, так как излучение на выходе данного деполяризатора однородно только в одном направлении, а в ортогональном направлении состояние поляризации имеет, полосатую структуру.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является деполяризатор, выполненный в виде множества различно ориентированных анизотропных корпускул, направления колебания которых равномерно распределены по азимуту в 180 . Эти анизотропные корпускулы выполнены в виде полуволновых пластинок из неорганических или органических кристаллов, обладающих сферолитовой структурой (пункты 2,7 формулы изобретеЯ сл

го

OJ

ния указанного а.с.). При этом анизотропные корпускулы могут быть выполнены в виде кристаллических зерен и помещены s соответствующую оптически активную им- мерсмоиную среду, залитую в оптический корпус из стекла, либо - в виде структурных элементов сферолитового монокристалла.

Такой деполяризатор не только сложен в изготовлении и эксплуатации, но и обладает теми же недостатками, что и деполяри- затор на основе мутных сред - низкой пространственной однородностью деполяризованного излучения вследствие практически неустранимой разницы показателей преломления иммерсионной среды и ани- зотролных корпускул и вследствие рассеяния излучения на границе корпускула-иммерсионная среда или на границе корпуска- корпускула.

Целью изобретений является повыше- ние пространственной однородности направленногодеполяризованногоизлучения,

Поставленная цель достигается путем использования в качестве деполяризующе- го элемента плоскопараллельной пластинки, вырезанной из низкосимметричного кристалла с разупорядоченной фазой, имеющего область прозрачности в используемом спектральном диапазоне.

Разупорядоченная фаза низкосимметричного кристалла получается в результате модуляции температуры вблизи точки кристаллизации при искусственном выращивании кристалла. Аналогичный эффект мечсет получаться при модуляции других условий роста кристалла. Эта фаза представляет собой монокристалл, образованный множеством различно ориентированных анизотропных микроэлементов, направле- ния колебаний которых равномерно распределены по азимуту в 180°. Вследствие хаотичности ориентации оптических осей каждый из микроэлементов, обладая двулу- чепреломлением, будет создавать какой-го свой набег фаз между взаимно перпендикулярными ориентациями поляризации проходящего через него излучения. На выходе данного оптического элемента получается фактически однородный деполяризован- ный сеет, состоящий из множества пучков поляризованного света с различными фазами поляризации. При этом сохраняется первоначальная направленность излучения.

Вследствие того, что деполяризатор из монокристалла с разупорядоченной фазой не содержит перепадов показателей преломления, имеющихся в прототипе, однородность направленного деполяризованного излучения на выходе данного деполяризатора выше, чем в прототипе,

В качестве примера конкретного выполнения изобретения был рассмотрен кристалл УАЮз с разупорядоченной фазой длиной 16 мм с областью прозрачности 200- 5000 нм. Рззупорядоченная фаза была получена при аыращивании кристалла УАЮз методом горизонтальной направленнсй кристаллизации з молибденовом контейнере с модуляцией температуры вблизи точки кристаллизации. Входная и выходная грани кристалла полированы. При пропускании направленного поляризованного излучения гелий-неоноаого лазера со степенью поляризации 99,95% через данный элемент на выходе было получено направленное излучение со степенью поляризации менее 10%, т.е. близкое к деполяризованному излучению. Остаточная поляризация обусловлена ограниченностью линейных размеров кристалла.

В целях исследования изменения направленности излучения было измерено се- чение пучка лазера с помощью ПЗС-теяекамеры при его прохождении через кристалл с разупорядоченной фазой.

На фиг. 1 показан пример диаграмм распределения интенсиэиостей излучения едсль произвольной осевой линии сечения лазерного пучка до деполяризатора (а) и после прохождения деполяризатора (б). Из сраанения диаграмм на фиг. 1 видно, что данный кристалл не изменяет ширины све- тозого пучка, т.е. сохраняет направленность излучения. При этом также видно, что структура пучка на зыходе деполяризатора более гладкая, чем на входе. Это объясняется тем, что из-за нарушения пространственной когерентности в разупорядоченном кристалле снижается интерференционный шум, возникающий на периодической структуре поверхности фотоприемника.

Положительным эффектом заявляемого решения является повышение пространственной однородности деполяризованного излучения по сравнению с деполяризатором из сферолитовых корпускул и с другими известными деполяризаторами, а также простота изготовления. Таким образом, изобретение позволяет эффективно преобразовывать поляризованное излучение в однородное деполяризованное излучение в широком спектральном диапазоне с сохранением направленности излучения.

Формула изобретения

1. Деполяризатор, выполненный в виде плоскопараяяельной пластины из прозрачного кристалла, образованного множеством различно ориентированных анизотропных

микроэлементов, направления колебаний которых равномерно распределены по азимуту в пределах 180°, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности направленного деполяризованного излучения, микроэлементы выполнены в виде раз упорядоченной фазы низкосимметричного кристалла.

2. Деполяризатор по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из кристалла УАЮз

Использование: деполяризация излучения с высокой пространственной однород2 ностью. Сущность изобретения: деполяризатор выполнен в виде плоскопараллельной пластинки, вырезанной из прозрачного кристалла, образованного множеством различно ориентированных анизотропных микроэлементов, направления колебаний которых равномерно распределены по азимуту в 180°. Микроэлементы выполнены в виде разупорядоченной фазы низкосимметричного кристалла, получаемой в результате модуляции температуры или других условий роста кристалла вблизи точки кристаллизации при-искусствен ном выращивании кристалла. Вариантом исполнения предлагаемого деполяризатора является кристалл УАЮз с разупорядоченной фазой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. « Ё