Модулятор оптического излучения Советский патент 1993 года по МПК G02B26/00 

Изобретение относится к лазерной технике, в частности, к модуляции оптического излучения и может быть использовано для передачи информации в оптической связи.

Известен электромеханический модулятор, в котором вращающаяся модулирующая диафрагма имеет прозрачные и непрозрачные элементы разнообразной конфигурации. Конструктивно существует модулятор оптического излучения с неподвижной диафрагмой, относительно которой вращается изображение источника излучения (нутационные системы).

Излучение в этих модуляторах прерывается с определенной закономерностью, зависящей от частоты вращение диафрагмы или вращение изображения источника, а

также взаимного расположения (сочетания) и формы элементов диафрагмы.

Наиболее близким техническим решением является модулятор оптического излучения в спектрометре ИКС-31, содержащий источник излучения, диафрагму и плоское зеркало, установленные на оси шагового электродвигателя, в котором осуществляется амплитудное модулирование потока излучения.

Недостатками этих модуляторов являются сложность получения коротких с крутыми фронтами vt спадами световых импульсов независимо от частоты модуляции и низкая частота модулирования потока излучения.

XI 00 00

Ј

о ел

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования импульсов излучения заданной, длительности и скважности. .

Поставленная цель достигается тем, что в известный модулятор оптического излучения, содержащий плоское зеркало (отражатель), связанное с приводом (вибратором), и диафрагму, введены дополнительно вторая диафрагма, второе плоское зеркало, второй привод и .фазосдвигающая цепь, подключенная между первым и вторым приводами, при этом привод выполнен с возможностью перемещения зеркала параллельно самому себе.

Другим отличием является то, что в модулятор дополнительно введены, по крайней мере, третья диафрагма, третье плоское зеркало, третий привод и вторая фазосдви- гающая цепь.

Луч, отраженный от первого перемещающегося зеркала, проходит через отверстие первой диафрагмы и падает на второе зеркало, которое перемещается с той же частотой, T.KV модуляция, излучения осуществляется двумя и более взаимосвязанными с помощью фазосдвигающих цепей приводами зеркал.

Осуществляя сдвиг фаз между перемещениями зеркал, можно получить импульсы излучения любой длительности с крутыми фронтами с спадами,. ,

На фиг.1 дана функциональная схема предлагаемого модулятора; на фиг.2 представлен график, поясняющий работу устройства,-.

Модулятор оптического излучения состоит из приводов II-IH, на которых жестко закреплены зеркала 2i-2H. Между приводом 1ч и последующими приводами включены фазосдвигающие цепи 3i-3H-i.

Излучение, отраженное от зеркал 2i-2n, направляется соответственно в отверстия неподвижных диафрагм 4i-4H. Эти отверстия могут быть любой формы;

Приводом зеркала может служить любая система: электромагнитная,электродинамическая, пьезоэлектрическая, электростатическая.

Модулятор оптического излучения работает следующим образом, .

Совершая перемещение (колебания) зеркало 2i кратковременно направляет кол- лимиоованный световой луч в отверстие диафрагмы 4i. Полученные импульсы излучения Uc2 (см.фиг.2) после диафрагмы 4 попадают на зеркало 22 отразившись, через отверстие диафрагмы 42 направляется далее последовательно на зеркало и диафрагму (см.фиг.1). При совпадении фаз

перемещений (колебаний) зеркал 2i-2H и равенство размеров отверстий диафрагм 4i- 4н длительность импульсов излучения после диафрагмы 4 будет равна длительности импульсов после диафрагмы 42-4ц.

Если с помощью фазосдвигающей цепи 3i создать разность фаз перемещений (колебаний) зеркал 2i и 22 и изменяя ее, можно получить после диафрагмы 42 импульсы из0 лучения UC2 (см.фиг.2) более короткой длительности.

Приводы 1з-1н с зеркалами , фазосдвигающие цепи и диафрагмы 4з 4Н необходимы для укорочения фронтов и

5 спадов излучаемых импульсов.

Уменьшение длительности импульсов излучения можно осуществить увеличением частоты модуляции, не изменяя соотношение фаз перемещений (колебаний) зеркал.

0 Это происходит за счет более быстрого пересечения световым лучом сечения отверстия диафрагмы.

Опишем еще один случай работы модулятора оптического излучения. Когда центр

5 отверстий неподвижных диафрагм 4i-4H установлен на оси- коллимированного луча,- полученного от зеркал 2 t-2H, находящихся в нейтральном положении (центральный луч), то за один период колебаний зеркал после

0 диафрагмы 4ч-4ц возникает два импульса излучения, Сместив центр отверстий диафрагм (можно даже только центр отверстия диафрагмы 4i) перпендикулярно оси центрального луча в одну и другую сторону,

5 частота повторения импульсов излучения уменьшится в два раза (деление частоты повторения импульсов).,

Изменение длительности импульсов в предлагаемой конструкции модулятора осу0 ществляется при постоянной частоте перемещения (колебания) зеркала, следовательно, существенно упрощается и возможно, удешевляется блок питания привода зеркала, конструкция модулятора по

5 сравнению с прототипом, не содержит вращающихся деталей, что позволяет сделать модулятор более компактным, легким, а также представляется возможным установить с высокой точностью заданную длительность

0 импульсов.

Таким образом, технико-экономические . показатели предлагаемого устройства по сравнению с прототипом существенно улучшены за счет упрощения блока питания при5 вода зеркала, уменьшения габаритов устройства и повышения точности его работы.

Формула изобретения 1. Модулятор оптическбго излучения, содержащий плоское зеркало, связанное с

приводом и диафрагму, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования импульсов излучения заданной длительности и скважности, в него введены дополнительно вторая диафрагма, второе плоское зеркало, второй привод и фазосдвигающая цепь, подключенная между первым и вторым приводами, при этом привод выполнен с воз

можностью перемещения зеркала параллельно самому себе.

2. Модулятор поп.1,отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны фронтов импульсов излучения, в него дополнительно введены по крайней мере третья диафрагма и третье плоское зеркало, третий привод- и вторая фазосдвигающая цепь.

Использоваание: изобретение относится к лазерной технике, в частности к модуляции оптического излучения, и может быть использовано для передачи информации в оптической связи. Сущность изобретения заключается в том, что излучение последовательно модулируется по крайней мере двумя плоскими зеркалами/связанными с приводами, управление которыми осуществляется сдвинутыми по фазе электрическими сигналами. Для формирования импульсов оптического излучения заданной длительности и скважности йз ме няют фазовый сдвиг электрических сигналов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (А С

2i

ЛФиг. I .

1

jd

JEL

n

J3u

CL

CL

J3L