МОДУЛЯТОР СВЕТА Советский патент 1973 года по МПК G02F1/03 

Изобретение относится к электрооптическим модуляторам света. Оно может быть использовано в оптоэлектронных я фотоэлектронных устройствах, в которых модулируется оптическое излучение в видимой и инфракрасной областях спектра на фиксированной частоте модуля-ции при малых напряжениях возбуждения кристалла: в быстродействующих автоматических пирометрах, спектрофотометрах, дальномерах, фотоэлектрических приборах контроля линейных |размеров и т. д.

Известны резонансные модуляторы света, в которых световой поток от источника свега проходит через две поля.роидные пле-нки - поляризатор и анализатор. Между пленками помещена пластина из кристалла АДР или КДР, закрепленная в центре стойками.

Для Приложения электрического поля вдоль оси кристалла последний имеет с обеих сторон металлическое покрытие, к которому припаяны проводники от генератора. Центр кристалла свободен от покрытия, и через него проходит модулируемый поток света.

Пр.и отсутствии электрического поля кристалл Не обладает двулучепреломле«ием вдоль оси вращения, и свет через скрещенные поляроидные пленки не проходит. При наличии электрического поля в кристалле возникает двулучепреломление, и модулятор пропускает свет. Поскольку частота переменного

напряжения генератора совпадает с частотой собственных колебаний кристалла, эффект модуляции возрастает, так как возрастает пьезооптический эффект, вызванный пьезоэлектрическими деформациями колеблющегося кристалла. Для того чтобы частота генератора соответствовала частоте резонатора, схема генератора выполпена так, что кристалл является одновременно нагрузкой генератора и элементом стабилизации частоты.

Известный модулятор имеет следующие недостатки:

1.Трудность достижения жесткой ориентации оптических осей кристалла и получения высокой и стабильной добротности.

2.Частичная экранировка модулируемого потока элементами крепления кристалла.

3.Низкая надежность крепления проводников проводящим покрытием на кристалле.

4.Трудность получения частот модуляции выще 200 кгц.

5.Ограниченность спектрального диапазона могулируемого светового потока (0,95 - 1,1 мкм).

Целью изобретения я-вляется обеспечение жесткого крепления кристалла в сочетании с высокой и стабильной добротностью кристаллического резонатора, исключение экранирующего действия элементов крепления, исключение механических контахтов токопроводников с пластиной кристалла, а также использование кристаллов таких типов, которые имеют неодинаковую толщину и большую область спектральной прозрачности.

На чертеже показан предложенный электрооптический резонансный модулятор света.

Модулятор содержит источник света /, поляризатор 2, анализатор 3, кристаллический резонатор 4 с токоподводящими обкладками 5, подключенными к зажимам генератора 6, средство 7 .крепления резонатора.

Резонатор представляет собой круглую пластину г-среза со скошенными краями из кристалла с изменяющейся толщиной, например, ниобата лития.

При подаче управляющего модулирующего напряжения с генератора через токоподводящие обкладки, не соприкасающиеся с кристаллом и не экранирующие центр пластины, в кристалле начинаются колебания по толщине. Проявляется двулучепреломляющее свойство кристалла, при этом острие окошенного края является механическим узлом смещений.

Кристалл крепится пластинками или стержнями, которые жестко зажимают кристалл по острым граням в месте узла смещений, что не приводит к существенному уменьшению его добротности.

Кристаллический резонатор является нагрузкой генератора и элементом стабилизации частоты.

Для оптического смещения модуляционной характеристики модулятора между кристаллом и одним из поляроидов может быть уста«овлена четвертьволновая пластина.

Предлагаемый электрооптический резонансный модулятор света в сравнении с известными позволяет расширить спектральный диапазон модулируемого излучения по длинам волн до 5,0 мкм, увеличить частоту модулируемого излучения в зависимости от толщины резонатора до десятков мегагерц при точной ее фиксации для каждого образца, свести к нулю потери модулируемого излучения из-за экранирующего действия элементов крепления резонатора, и резко уменьшить напряжение возбуждения резонатора.

Предмет изобретения

Модулятор света, содержащий поляризатор, анализатор, генератор, резонатор, вьшолненный в виде диска из электрооптического кристалла с токоподводящими обкладками, и средство для крепления резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности и обеспечения прозрачности центральной части резонатора, средство для крепления резонатора выполнено в виде двух пластинок, расположенных параллельно на расстоянии друг от друга, равном диаметру диска резонатора, при этом края диска резонатора скощены и заострены к центру по толщине диска, а токоподводящие обкладки выполнены в виде фланцев, расположенных в непосредственной близости от поверхности резонатора.