Изобретение относится к устройствам дли электрического управления световым пучком лазера, а более точно, к устройствам для электрического переключения луча из любой одной оптической ветви устройства в любую другую его оптическую ветвь. Такие электрооптические переключатели часто называют устройствами для дискретного сканирования или дискретной развертки светового луча, в отличие от устройств для непрерывного сканирования луча.
При непрерывном сканировании луч света непрерывно изменяет свое направление в пространстве, а при переключении интенсивность пучка лучей по очередному направлению (|по очередной оптической ветви) уменьшается от максимального значения до нулевого, и в то же время в последующем нааравлении (по следующей оптической ветви)- увеличивается от нулевого до максимального значения.
Известны электрооптические переключатели (ЭП) («бинарные ячейки) трех типов, состоящие из электрооптического кристалла с электродами и двупреломляющего элемента. Назначение электроолтического кристалла состоит в том, что яри подаче на его электроды напряжения. Ул/2, индуцирующего в нём полуволновую разность хода лучей, надравление колебаний прощедшего через кристалл линейно поляризованного луча изменяется на взаимно :перпендикулярное, т. е. электрооптический кристалл слулчит переключателем направления плоскости поляризации света на взаимно перпендикулярное. Двупреломляющий элемент ЭП разделяет падающий «а него естественный свет на две взаимло перпендикулярные поляризованные оптические ветви, которые или смепины параллельно, или расходятся под углом. Пазначение двупреломляющего элемента ЭП состоит в том, чтобы направлять выходяпи1Й из электрооптического кристалла луч одной поляризации по одной из этих ветвей, а луч с переключенной на взаимно перпе)1дикуляриос направление плоскостью поляризации по другой оптической вегви.
В первом из известных ЭП в качестве двупреломляющего элемента применена плоскопараллельная пластинка из кальцита, нормаль к которой составляет угол около 45° с оптической осью. Луч падает по нормали к
пластине. Параллельно смещенные обыкновенные и необыкновенный лучи на выходе из пластины представляют две оптические ветви переключения луча.
Волластона, отклоняющая оптические ветви иереключения в разные стороны по отношению к направлению падающего луча.
Третий из известных ЭП представляет собой Стеклянную кювету с прозрачной жидкостью, в которую погружены тонкая пластинка из кальцита и зеркало, расположенные параллельно друг другу. Оптическая ось кальцита параллельна Плоскости нластннки и перпендикулярна нлоскости падения луча на Пластинку под углом G, который выбран таким, что обыкновенный луч проходит через стенку кюветы, жидкость, пластинку из кальцита и выходит из кюветы, не изменяя ни своего направления, ни поляризации, а необыкновенный луч испытывает при падении на .пластинку Полиое внутреннее отражение и, отражаясь дополнительно от параллельного зеркала, зыходит из кюветы в том же направлении, но смещенным огносигельио обыкновенного луча.
Помимо трех указанных одпокаскадных известны многокаскадные ЭП, состоящие из нескольких однокаскадиых одного, двух или всех трех видов. Такие многокаскадные ЭП позволяют нереключать луч во множество ветвей иереключения при одномерном (Ю) чли двумерном (10°) дискретном сканировании светового Сигнала (пятна) на экране. Недостаток многокаскадного ЭП с кальцитовыми нластииками состоит в том, что размеры .пластинок но толщине разные и относятся как 1:2:22:2.... 2, т. е. (Последняя пластина в раз толще нервой, где Л - число каскадов. Например, если первая Нластинка имеет толщину 1 мм, то носледняя в десятикаскадном ЭП но толщине должна быть более 1 м (2° 1024 мм}. ПрактнчеСки изготовить такую Нластину не представляется возможным.
Подобным недостатком обладает и многокаскадный ЭП с прнзмами Волластона; кроме того, из-за асимметрии оптических ветвей в нем возникают оптические искажеиия, ограничивающие число каскадов. Преимущество ЭП с кюветой, занолненной жидкостью, и пластинкой кальцита состоит в том, что такой ЭП нозволяет .получать любое но величине .необходимое смещение параллельных онтЯческих ветвей нереключе11ия, а недостаток ejo заключается в относительной сложности конструкции.
Цель изобретения - устраиение указанных недостатков известных ЭП и обеспечение возможности дискретного сконирования, а также создаиие ЭП, в которых ие только все электрооптические, по и все двупреломляюи.;не элементы были бь( идентичными, малогабаритными и с малыми световыми потерями иа френелевское отражение, причем, чтобы из этих одинаковых эле1меитов можио было составлять самые разнообразные как но структуре, так и но назначению .одномерные, двумерные и трехмерные ЭП.
Цель достигается тем, что в Иредложениом ЭП, содержащем простую или сложную цепь бинарных ячеек - каскадов переключения, в качестве двупреломляющего элемента применеиы две одинаковые трехгранные кристаллические призмы, приклеенные с иротивоноложных сторои на электрооитический кристалл и ориентированные таким образом, что через Одну внешнюю грань нризмы проходит,
преломляясь, одна из взаимио нериендикулярио поляризованных Оптических ветвей, а другая, испытывая Полное внутреннее отражеиие иа указанной внешней грани, проходит, преломляясь, через вторую внешнюю
j-рань, причем но крайней мере одна из онтических ветвей, выходящих из очередной ячейки, входит в последующую ячейку ЭП.
Па фиг. 1 иоказана схема одномериого ЭП, на фиг. 2 - двумерного ЭЦ.
В иростейшем одномерном ЭП только одна из выходящих ветвей входит в иоследующую ячейку и является общей. Эта ветвь проходит по Прямой через все ячейки цени при отсутствии наиряжения на электродах 1 электрооптических кристаллов 2. При иодаче полуволнового иапряжения иа электроды какоголибо из кристаллов 2 направление колебаний прошедшего через него Света оказывается повернутым на 90°; далее свет, полиостью отразнвшись от наклонной грани иризмы 3, выходит через другую граиь призмы в поперечном направлении.
Такой одномерный ЭП позволяет переключать параллельный иучок лучей одного направления в одномерный ряд смеихеииых нараллельных ветвей другого нанравления. Установкой в каждую из параллельных ветвей точно такого же одно.мериого ЭП (фиг. 2) получают двумерный ЭП, позволяющий .иерек:лючать пучок параллельн.ых лучей одного направления в двуЛШриый ряд смещенных параллельных ветвей, .которые ири их ироекции иа экраи дают двумерную матрицу .возмож11ЫХ положений .переключаемого светового
сигнала. По аналогии с двумерным можио построить и трехмерный ЭП.
В качестве трехгранных призм 3 и 4, .приклеенных к кристаллу 2 тина КДП Z-среза с электродами /, используют поляризационные
иризмы Коттона, изготовлеииые из кальцита. Между этими призмами у соседних бинарных ячеек имеется воздушный зазор. Ориентировка онтической оси кальцита в призмах на фиг. 1 показана двойной стрелкой. Общей
оптической ветвью является }1еобыкновенный луч, а в смещеииые параллельные ветви выхОДиг обыкновенный луч.
Изобретение предусматривает возможность иоиользоваиия других кристаллОВ соответству1ои1ей геометрии, ориентировки и системы электродов, рассчитанные согласно требованиям предмета изобретения.
Предложениый ЭП и его модификации могут пайти ирименение в вычислительной тех
