Способ модуляции электромагнитного излучения Советский патент 1992 года по МПК H01P1/11 

Изобретение относится к технике миллиметровых и субмиллиметровых волн и может быть использовано при изготовлении модуляторов данного диапазона.

Известны способы модуляции электромагнитного излучения, основанные на поочередном механическом открывании и закрывании тракта ее прохождения (вертушка), изменении во времени коэффициента поглощения активного вещества (полупроводниковые модуляторы), изменении во времени показателя преломления активного вещества (электрооптические и акустооптические модуляторы).

Недостатки этих способов заключаются в малой частоте модуляции (до сотен килогерц для механических и полупроводниковых модуляторов) или же в очень малой глубине модуляции (10 -10 для электро- и акустооптических модуляторов) в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах электромагнитных волн.

Наиболее близким к заявляемому является способ модуляции электромагнитного излучения, заключающийся во взаимодействии электромагнитного излучения с активным веществом, магнитные свойства которого изменяются при помощи внешнего воздействия с частотой модуляции.

Недостатком данного способа являются ограниченные диапазоны частот модуляции значениями порядка 100 кГц.

Цель изобретения - увеличение частоты модулирующего колебания.

Цель достигается тем, что согласно способу модуляции, при котором электромагнитное излучение пропускают через магнетик, магнитные свойства которого изменяют с частотой модулирующего колебания, используется магнетик с легкой плоскостью анизотропии, направление распространения электромагнитного излучения ориентируется перпендикулярно легкой плоскости анизотропии, а модулирующие колебания преобразуются в стоячую продольную ультразвуковую волну в магнетике, направление распространения которой совпадает с направлением легкой плоскости анизотропии и перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны.

(Л

С

vi ел

00

vj

ю

Известно явление переориентации спи- нов под статическим механическим давлением в легкоплоскостных магнетиках. Если это давление будет меняться во времени по определенному закону медленнее времени спиновой релаксации данного вещества, то спины будут успевать перестраиваться по этому же закону. Если возбудить в легкой плоскости магнетика стоячую ультразвуковую волну частотой, меньшей обратного времени релаксации спинов, то можно ре ализовать в плоскости легкого намагничивания дышащую решетку 90°-ных доменов. При прохождении через такую систему перпендикулярно плоскости легкого намагничивания линейно поляризованного электромагнитного излучения магнитный момент домена в течение одной половины периода будет перпендикулярен магнитной составляющей излучения, а в течение второй половины периода - параллелен. Это приведет к модуляции фазы электромагнитной волы при эыходе из образца, а при размещении после образца анализатора - к модуляции амплитуды. Глубина модуляции определяется соотношением

где I - ширина акустического пучка;

А-длина электромагнитной волны;

Лп - изменение показателя преломления активного вещества под воздействием ультразвуковых колебаний. В данном случае Д п между доменами, направленными вдоль и перпендикулярно магнитной компоненте электромагнитной волны 0,1, что может обеспечить (Ifttojt/lfnag) 4 10-30%. Частота же модуляции например для а Рв20з может достигать до

0

5

0

5

0

5 о

10-15 МГц, т. к. обратное время релаксации спиновой ориентации 20 МГц.

Способ был реализован на образце а РеаОз размерами 5,5 х 6 х 6,1 мм3, в легкой плоскости которого при помощи пье- зокерамического преобразователя возбуждалась стоячая ультразвуковая волна частотой 5,85 МГц. Перпендикулярно этой плоскости на образец падала электромагнитная волна с длиной волны 1,6 мм. После образца размещался поляризационный приемник, который был подключен к селективному вольтметру, настроенному на 5,85 МГц с точностью ±4,5 кГц; показания селективного вольтметра были отличны от нуля только при отличных от нуля значениях интенсивности электромагнитной волны. Глубина модуляции была порядка 1% при амплитуде ультразвуковой деформации .

Технико-экономические преимущества заявляемого способа в сравнении с прототипом заключаются в расширении диапазона частот модуляции миллиметровых и субмиллиметровых волн, а также в существенном уменьшении потребляемой. энергии.

Формула изобретения

Способ модуляции электромагнитного излучения, при котором электромагнитное излучение пропускают через магнетик, магнитные свойства которого изменяют с частотой модулирующего колебания, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты модулирующего колебания, используют магнетик с легкой плоскостью анизотропии, направление распространения электромагнитного излучения ориентируют перпендикулярно к легкой плоскости анизотропии, а модулирующее колебание преобразуют в стоячую продольную ультразвуковую волну в легкой плоскости анизотропии магнетика.

Изобретение относится к технике миллиметровых и субмиллиметровых волн и позволяет повысить частоту колебаний, модулирующих электромагнитное излучение за счет изменения во времени показателя преломления легкоплоскостного магнетика путем деформационно-стимулированных переориентации магнитных моментов при возбуждении в легкой плоскости анизотропии магнетика стоячих продольных ультразвуковых волн.