ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЗАТВОР-ОТРАЖАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H01S3/115 

Изобретение относится к области квантовой электроники и предназначено для модуляции добротности резонаторов оптических квантовых генераторов (ОКГ) с активными телами типов неодимового стекла и рубина. Известен электрооптический затвор-отражатель для модуляции добротности резонатора ОКГ, выполненный из единого оптически одноосного кристаллического моноблока, совмещающего функции модулятора разности фаз, анализатора и отражателя света. Однако этот электрооптический затворотражатель по своему конструктивному исполнению не может выполнять одновременно функции поляризатора и анализатора излучения, что ограничивает возможность его использования лишь в ОКГ с активными телами типа рубина, обеспечивающими получение поляризованного излучения. С целью использования затвора в ОКГ с неполяризованным излучением предлагаемый электрооптический затвор-отражатель выполнен так, что другое основание кристалла наклонено к его оптической оси под углом равным или большим углу полного внутреннего отражения (в частности под углом 45), и развернуто относительно первого основания на угол 90°. обуславливается поляризацией входного излучения на втором основании моноблока и его анализом на первом основании. На чертеже изобрал ен предлагаемый затвор-отражатель. Он вырезан из монокристалла / дигидрофосфата калия. На его боковые поверхности нанесены серебряные электроды 2 и зеркальное покрытие 3. Входная грань 4 затвора перпендикулярна кристаллографической оси Y и параллельна оптической оси Z. Полностью отражающие грани 5 и 6 затвора скошены во взаимно перпеидикулярных плоскостях под углом 45° к оси Z. Силовые линии электрического поля, возникающего при приложении к электродам 2 разности потенциалов, направлены вдоль оси Z. Описываемое устройство работает следующим образом. Неполяризованное излучение активного тела ОКГ, падающее по нормали к входной грани 4 затвора, направлено перпендикулярно к оптической оси Z кристаллического моноблока, вследствие чего внутри моноблока вдоль кристаллографической оси У распространяются два луча с взаимно перпендикулярным направлением колебаний электрического вектора Е в них. На грани 5 в зависимости от ориентации электрического вектпра Е происходит разделение лучей по направпениям. Луч с направлением колебаний электрического вектора Е, перпендикулярным плоскости, проходящей через оси YZ (плоскость YZ совпадает с плоскостью падения луча на грань 5), отражается как обыкновенный (луч ), т. е. под углом 90° к своему первоначальному направлению, а луч с направлением колебаний электрического вектора в плоскости XZ отражается как необыкновенный (луч Ne), т. е. под углом 90° -а к своему первоначальному направлению. После последующих отражений на грани б, зеркальном покрытии 3, гранях б, 5 и преломления на входной грани 4 луч еще больше отклоняется от своего первоначального направления и следовательно от оси резонатора ОКГ. Направление колебаний электрического вектора Е луча , распространяющегося в управляемой электрическим полем части моноблока (часть моноблока между электродами 2) вдоль оптической оси Z, не изменяется, если напряжение на электродах 2 отсутствует, и направление колебаний электрического вектора Е на выходе управляемой электрическим полем части моноблока изменяется на 90° по отношению к направлению колебаний этого же вектора на входе в управляемую часть, если напряжение на электродах 2 равно полуволновому. Поскольку грани 6 и 5 затвора взаимно перпендикулярны, то в первом случае луч NO отражается от грани 6 как необыкновенный под углом 90° +а к оси Z, т. е. под углом а к нормали зеркального покрытия 3, и после дополнительных отражений и преломления на грани 4 также, как и луч , выводится из резонатора, а во втором случае луч Ло отражается как обыкновенный, т. е. по нормали к зеркальному покрытию 3, и после отражений на гранях б и 5 совпадает по направлению на выходе из моноблока с осью резонатора.

Таким образом, при отсутствии напряжения на электродах 2 излучение активного тела ОКГ выводится из резонатора затвором-отражателем по направлениям, совпадающим с лучами и , чем создаются условия для увеличения заселенности метастабильного уровня активного тела. При приложении же к электродам 2 полуволнового напряжения направление луча NO на выходе моноблока совпадает с осью резонатора, чем создаются условия для развития генерации на указанной компоненте.

Как следует из описания работы рассматриваемого устройства, управляемая электрическим полем часть моноблока выполняет функции модулятора разности фаз; часть моноблока, расположенная слева от модулятора,

выполняет функции поляризатора, и часть моноблока, расположенная справа от модулятора, - функции анализатора и отражателя. Вместо зеркального покрытия 3 возможно применение прямоугольной призмы-крыши,

представляющей собой единое целое с кристаллическим моноблоком.

Предмет изобретения

Электрооптический затвор-отражатель для модуляции добротности резонатора оптического квантового генератора, выполненный из оптически одноосного кристалла в форме

параллелепипеда с кольцевыми электродами, ребра которого параллельны оптической оси Z, с основанием, наклонным к оптической оси кристалла под углом, равным или большим угла полного внутреннего отражения, и

с отражающим покрытием на части боковой грани, противолежащей наклонному основанию, отличающийся тем, что, с целью использования затвора в оптических квантовых генераторах с неполяризованным излучением,

другое основание кристалла наклонено к его оптической оси под углом, равным или большим углу полного внутреннего отражения, и расположено во взаимно перпендикулярной плоскости по отношению к первому основанию.

Входное - изл /чение

1