Способ модуляции оптического излучения Советский патент 1993 года по МПК G02F1/00 

Способ относится к области оптоэлек- троники, волоконной оптики, может быть применен при регулировании и модуляции оптического излучения типа свет-свет.

Способ включает пропускание излучения через элемент, выполненный из халько- генидного стеклообразного материала и воздействие на халькогенидный стеклообразный материал оптическим излучением другой длины волны, отличающийся тем, что, с целью повышения величины коэффициента модуляции излучения и уменьшения интенсивностей воздействующего излучений, энергию кванта воздействующего излучения h . выбирают из соотношения h

Умод h возд. Uh Умод, где hV мод

энергия кванта модулируемого излучения, h - постоянная Планка, ., Тмод. -частоты воздействующего и модулируемого излучений соответственно.

Существенными отличительными признаками способа являются:

1) выбор диапазона энергий квантов воздействующего излучения;

2) выбор диапазона интенсивностей воздействующего излучения.

Оптимальный выбор параметров воздействующего излучения позволил увеличить чувствительность способа, уменьшить абсолютные величины управляющего и модулируемого излучения, улучшить параметры процесса модуляции. При этом возникает возможность модуляции оптического излучения с использованием интенсивностей в 103-10 раз меньше, чем в прототипе.

Согласно способу в волокно из ХС вводится воздействующее и модулируемое излучение с помощью кварцевых волокон и полупрозрачного зеркала или смесителя на кварцевых волокнах, Воздействующее излучение вводится в одно кварцевое волокно, модулируемое в другое, в смесителе происходит смещение излучений, которые подаются в активный элемент из ХС.

Оптимальным соотношением величин энергий квантов воздействующего излучения по отношению к модулируемому является h мод. Ј h возд.Ј 1,7h VMOR., при этом наблюдается модуляция при интенсивно- стях воздействующего излучения прядка Вт/см (что не наблюдается в прототипе, в котором h vBo3fl., 1,7h v-мод.).

П р и м е р 1. В волокно из ХС состава Аз23з вводили модулируемое излучение от монохроматора SPM-2 с длинами волн 0,6ел

с

XJ ю

00

XI ел XI

1.5 мкм и модулирующее излучение от лазера с длиной волны 0,63 мкм с помощью микрообъектива и полупрозрачных зеркал. Излучение лазера модулировалось частотой от единиц Гц до кГц. Относительною интенсивность модуляции определяди как отношение РМОД. - величине сигнала при модуляции по указанному способу, к Р0 - величине сигнала при непосредственной модуляции самого модулируемого излучения, т.е. РМОД/РО. Спектральные характеристики процесса показали, что оптимальное соотношение h VMOA-Ј птвозд.Ј 1,7hvMoA. при интенсивности воздействующего излучения в диапазоне В/см .При этом увеличение энергии квантов воздействующего излучения ведет к существенному (в несколько раз) возрастанию соотношения Рмод./Ро до величины (5-1.0). , Повышение энергии квантов воздействующего излучения ограничено величиной п.Твозд.-h vMOp.-, дальнейшее увеличение ухудшает частотные характеристики процесса. Лучшие характери- стики процесса наблюдали при hv возд h v мод., при этом уменьшение частоты модуляции до единиц Гц приводило к возрастанию величины относительно модуляции. Повышение интенсивности воздействующего излучения также приводило к улучшению параметров процесса (увеличению величины относительной модуляции), однако существенное превышение интенсивности воздействующего излучения над величиной интенсивности модулируемого излучения (например, на два порядка величины) вело к ухудшению параметров процесса модуляции. Так, модуляция излучением лазера 0,63 мкм с интенсивностью Вт/см2 не наблюдалась.

Пример 2, Модуляцию излучения осуществляли в волокне из As-S-Se длиной

16 см, метод ика;аналогична примеру 1. При этом также наблюдалась отчетливо .выраженная спектральная зависимость величины относительной модуляции, оптимальное соотношение h Мод h УВОЗД 1,7hv мод., при этом увеличение энергии квантов модулируемого излучения позволяет улучшить соотношение Рмод./Ро. Для улучшения этой

величины необходимо или повысить интенсивность воздействующего излучения, одновременно следя за соотношением интенсивностей воздействующего и модулируемого излучений, либо максимально приблизить энергию квантов воздействующего излучения к энергии квантов модулируемого. При h Veosfl. h УМОД. удалось получить соотношение Рмод./Ро около 1 %.

При необходимости модуляции излучения с длиной волны, например, 1,6 мкм, что необходимо для применения в ВОЛС на кварцевых волокнах, для волокон из материала As-Ge-Se диапазон воздействующего

излучения составляет 0,8-1,36 эВ, что также соответствует указанному выше соотношению. В данном случае, для повышения вели- чины относительной модуляции и уменьшения интенсивности воздействующего излучения, оптимальным является в практическом отношении -использование п/п лазера с длиной волны 1,6 мкм, 1,3 мкм, но не коротковолнового лазера (например, на 0,63 мкм).

Осуществление модуляции оптического излучения типа свет-свет при использовании низкой интенсивности воздействующе- го излучения порядка Вт/см2 перспективно для применения в спектрос.копии, оптоэлектронике, в датчиках оптического излучения и датчиках физических величин. : I Ф о р му л а и з о.б рет е н и я

Способ модуляции оптического излученця, включающий пропускание его через элемент, выполненный из халькогенидного стеклообразного материала, и воздействие на халькогенидный .стеклообразный материал оптическим излучением другой длины

волны, о.т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения величины коэффициента модуляции излучения и уменьшения интенсивностей воздействующего излучения, энергию квантов воздействующего излучения h УВОЭД.

выбирают из соотношения h тмод h . .$1.,7h мод., где ЬУМОД. - энергия кванта модулируемого излучения, h - постоянная Планка, Тмод - частота модулируемого излучения.

Применение: волоконная оптика, оптоэ- лектоника. Сущность: предлагается способ модуляции оптического излучения путем воздействия на халькогенидный стеклообразный материал, например на волокно из сульфида или селенида мышьяка, оптическим излучением с другой длиной волны. Цель достигается выбором оптимального соотношения длины волны воздействующего возд. и модулирующего v мод излучения: h V 1 возд 1.7h V мод.