МОДУЛЯТОР СВЕТА Советский патент 1966 года по МПК G02F1/03 G02F1/01 H01S3/10 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в системах передачи информации. Известны модуляторы света, в которых используется схема интерферометра МайкельсоНа. Модулятор состоит из полупрозрачного светоделителя, электрооптических кристаллов поперечного среза, помещенных в СВЧ-резо«атор, и отражающих зеркал. Такие модуляторы нестабильны при изменении температуры, при механических воздействиях и требуют для своей работы высококачественных кристаллов (по однородности и по обработке). В предложенном модуляторе электрооптические кристаллы установлены последовательно по кольцевой схеме, а свет распространяется во взаимно противоположных направлениях по одной оси, что позволяет компенсировать влияние температурных и механических воздействий. На чертеже изображена структурная схема модулятора. Модулятор содержит поляризатор /, полупрозрачный светоделитель 2 (куб-призма с полупрозрачным зеркалом), электрооптические кристаллы поперечного среза 3, помещенные в СВЧ-резонаторы или один общий СВЧ-резонатор, отражающие зеркала 4. X направлены вдоль кристаллов, оси Y перпендикулярны плоскости чертежа. Конструктивные размеры, расположение и размеры кристаллов модулятора зависят от частоты СВЧ. Оптимальный размер кристаллов связан с длиной волны поднесущей СВЧ следующим соотношением: где /опт - оптимальная длина кристалла, свч - длина волны СВЧ в воздухе, п - показатель преломления кристаллов. Расстояние между центрами кристаллов, помещенных в резонатор, должно быть равно (2т-1) + , где т равно 1, 2, 3... 2 2п Если длина кристалла / не равна /„„„,, то задается расстояние между центрами кристал5 Лсвч т - / («- 1) Первый по направлению распространения света кристалла может быть установлен на произвольном расстоянии /« от центра светоделителя, а последний на расстоянии

Поле СВЧ Е, создаваемое в кристаллах, должно быть синфазно во всех кристаллах d направлено по оси Z, а через полпериода СВЧ во всех кри сталлах должно иметь обратное направление.

Модулятор работает следующим образом. Линейно поляризованный свет попадает в светоделитель 2, делится па два луча равной интенсивности. Один луч проходит через полупрозрачное зеркало и распространяется по замкнутой кривой по часовой стрелке, другой луч отражается и распространяется против часовой стрелки. Когда на луч, распространяющийся но часовой стрелке, действует положительная полуволна СВЧ, то на луч, распространяющийся в противоположном направлении- отрицательная полуволна СВЧ. Это условие выполняется при Соблюдении расстояний между кристаллами в соответствии с выщеприведенными формулами.

Если поле Е. направлено против оси Z, то свет ускоряется, если поле направлено по оси Z - замедляется. Следовательно, когда луч, распространяющийся по часовой стрелке, замедляется, то луч, распространяющийся против часовой стрелки, ускоряется. Интенсивность выходящего из модулятора света зависит от Е и меняется во времени с частотой, равной удвоенной частоте модулирующего напряжения.

Предмет изобретения

1. Модулятор света интерференционного типа, содержащий поляризатор, полупрозрачный 35 светоделитель, электрооптические кристаллы

поперечного среза, помещенные в СВЧ-резонаторы или один общий СВЧ-резонатор, и отрал ающие зеркала, отличающийся тем, что, с целью компенсации влияния температурных и механических воздействий, кристаллы установлены последовательно на расстоянии между центрами соседних кристаллов

5--л ев ч т - 1(п - 1),

где S - расстояние между центрами соседних

кристаллов,

Ясвч -длина вол-ны СВЧ в воздухе, т - натуральный ряд чисел 1, 2, 3..., / - длина кристалла, п - коэффициент преломления,

по замкнутой кривой в направлении распрострапення световых лучей, идущих после светоделителя по оси X или У кристаллов во встречных направлениях по одному и тому же пути, причем первый по направлению распространения света кристалл установлен на произвольном расстоянии /о, а последний - на

СВЧ

(2т) от центра

расстоянии /0+

светоделителя.

2. Модулятор по п. 1, отличающийся тем, что расстояние 5 между центрами соседних

30 кристаллов длиной /о.. определяется из

выражения

свч

(2л-1) +

.

2п

l,(2m-1)

kc&y тЦп-1)

ЕСЬ

ЕсВч

-L