УСТРОЙСТВО для СМЕЩЕНИЯ ЧАСТОТЫ КОГЕРЕНТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА Советский патент 1967 года по МПК G02F1/07 

, 1

Известно применение среды с линейным электрооптическим эффектом, помещенной во вращающееся электрическое поле, для смещения частоты колебаний. В качестве такой среды используют кристаллы определенного класса си-мметрии (например, ZnS). Однако при применении таки.ч кристаллов частота исходных колебаний оптического диапазопа смещается на величину, равную частотеприложенного вращающегося поля. Электрооптические постоянные кристаллов невелики, и для получения достаточного уровня мощности па смещенной частоте требуются большие управлющие напряжения. Кроме того, используемые квадрупольные конденсаторы, обеспечивающие получение вращающегося электрического поля, не обладают необходимой в ряде случаев диапазонностью.

Предложено устройство для смещения частоты когерентных колебаний оптического диапазона в виде квадрупольного конденсатора, заполненного средой с квадратичным электрическим эффектом. Отличие предложенного устройства заключается в том, что электроды конденсатора представляют собой спирали с щагом, равным длине пути, проходимого оптическим колебанием за один период управляющего поля. Это позволяет расширить диапазон частот, увеличить апертуру, согласовать фазовые скорости оптического и

управляющего колебаний, а снизить управляющее напряжение.

Хстройство выполпено в виде колбы с прозрачными окнами, заполненной средой с

квадратичным электрооптическим эффектом (нитробензолом, сероуглеродом и т. п.). Внутри колбы размещены электроды квадрупольного конденсатора, к каждой паре которых прикладывается напряжение с частотой F, сдвинутое по фазе на 90° и создающее в зазоре конденсатора вращающееся электрическое поле.

Р1ндикатриса ноказателя преломления, которая определяет двойное лучепреломление,

вращается во вращающемся поле с той же угловой чаетотой, что и частота поля (в отличие от сред с линейным электрооптическим эффектом, где индикатриса вращается с частотой, вдвое меньшей частоты вращения

поля). Проходя через такую ячейку, оптическое когерентное колебание частотой /о на выходе приобретает составляющую частотой fo + 2F (или/о-2/). Наибольшей постоянной Керра обладает

нитробензол, поэтому в ячейке с нитробензолом при сравнительно небольших управ аяющих напряжениях, обеспечивающих сдвиг по фазе между лучами на 180°, удается перевести всю энергию световых колебаний с чаДля снижения управляющего напряжения квадрупольной ячейки целесообразно использовать электроды большой длины, так как результирующий сдвиг по фазе между лучами оптического колебания пропорционален длине ячейки. Однако при работе на высоких частотах размеры электродов могут оказаться соизмеримыми с длиной волны управляющих колебаний, в результате чего эффективность работы ячейки будет снижена, так как за время прохождения света через ячейку электрический вектор повернется на некоторый угол, а разность набега фаз, усредненная по этому углу, будет значительно . Последнее обстоятельство усугубляется тем, что диэлектрическая постоянная g на частоте управляющих колебаний F большинства электрооптических жидкостей оказывается весьма высокой (для нитробензола е 36), в результате чего длина волны колебаний в ячейке существенно уменьшается. В предложенном устройстве для исключения этого недостатка электроды ячейки скручены навстречу вращению поля и имеют спиралеобразную форму с шагом, равным длине пути, проходимого оптическим колебанием вдоль ячейки за один период управляющего поля.

Предмет изобретения

Устройство для смещения частоты когерентных колебаний оптического диапазона, выполненное в виде квадрупольного конденсатора, заполненного средой с квадратичным электрооптическим эффектом, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот, увеличения апертуры, согласования фазовых скоростей оптического и управляющего колебаний, а снижения управляющего напряжения, электроды квадрупольного конденсатора выполнены в виде спирали с ша-. гом, равным длине пути, проходимого оптическим колебанием за один период управляющего поля.