СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДУЛЯТОРОВ СВЕТА Советский патент 1973 года по МПК G02F1/03 G02F1/07 

1

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при измерении модуляции излучения оптических квантовых генераторов непрерывного действия и определении частотных характеристик модуляторов света.

Известны способы определенИЯ амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электрооптических элементов.

Диапазон частот и точность измерений при реализации известных способов зависят от частотных ха.рактеристнк фотодетекторов, мощности генератора управляющего напряжения, стабильности рабочей точки на характеристике просветления модулятора и т. д.

Для новыщения точности измерений в широком диапазоне частот предложен способ, по которому луч света пропускают последовагельно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, проМОдулированные в противофазе одной и той же низкочастотной Огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризовапными компонентами светового потока в эталонном элементе и исследуемом модуляторе, а затем по ам-плитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвиг фаз

между этими компонента .ми для различных фиксированных частот высокочастотного управляющего сигнала на модуляторе.

На фиг. 1 показана блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - формы модулирующих наафяжений на электрооптическом элементе исследуемого модулятора света и на эталонном электрооптическом элементе и формы

сдвигов фаз между двумя взаимно пернендикулярными: компонентами светового луча на выходе электрооптического эле.мента исследуемого модулятора света.

Устройство включает в себя оптический

квантовый генератор 1 непрерывного действия, эталонный электрооптический элемент 2, электрооптический элемент 3 исследуемого модулятора света, анализатор 4, исследуемый модулятор света 5, фотоприемник 6, регистрирующий прибор 7, генератор 8 фиксированной высокой частоты, высокочастотный вольтметр 9, генератор 10 высокой частоты, перестраиваемый в исследуемом диапазоне частот, высокочастотный вольтметр 11, генератор 12 модулирующих напряжений.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

{/1 - управляющее (модулирующее) напряжение на электрооптическом элементе исследуемого модулятора света; L/a - управляющёе напряжение на эталонном электрооптинескОМ элементе; Дф1 - сдвиг фаз между двумя взаимно Перпендикулярными компонентами светового луча на выходе электроннооптического элемента исследуемого модулятора света (обндий случай); Афг -частотный случай ДФ1, имеющий место при равенстве амплитуд сдвигов фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча в эталонном электрооптическо.м элементе и в элект1роонтвческом элементе исследуемого модулятора света.

Устройство работает следующим образом.

По натравленито распространения луча света последовательно устанавливают эталонный электрооптический элемент 2 и модулятор света 5, частотную характеристику которого определяют.

На входы обоих приборов подают управляющие высокочастотные напряжения, промодулированные .низко-частотной огибающей (типа меандра).

Частота управляющего напряжения C/i, подаваемого на исследуемый модулятор света, меняется по всему рассматриваемому диапазону частот. Частота управляющего напрял ения f/2, подаваемого на эталонный электрооптичесюий элемент, фи1ксирована.

Зависимость сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярнополярвзованными компонентами луча света, создаваемого в эталонHOiM электрооптическом элементе, от величины управляющего напряжения на выбранной фиксированной частоте должна быть известна с достаточной степенью точности.

На выходе всей модулирующей системы возникает переменный световой поток, из которого при работе на нелинейном участке характеристики просветления модулятора можно выделить с помощью относительно и-нерционного фотоприемника 6 низкочастотную компоненту промодулированного светового потока, соответствующую огибающей управляющих высокочастотных напряжений.

Амплитуда этой низкочастотной компоненты тем меньще, чем ближе совпадают максимальные значения сдвигов фаз Аф1 между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами светового луча, создаваемые в эталонном электрооптическом элементе и электрооптИЧеском элементе 5 исследуемого модулятора. ПрИ равенстве указанных выше сдвигов фаз ДФ2 регистрирующий прибор 7, например осциллограф, показывает минимум сигнала.

Подб-ирая величину высокочастотного напряжения на эталонном электр о оптическом элементе, соответствующую минимуму низкочастотного сигнала на регистрирующем приборе, добиваются равенства максимумов сдвигов фаз двух взаимно перпендикулярнополяРизованных ко мпонент светового луча, создаваемых в том и другом электрооптических элементах. В этом случае максимальный сдвиг фаз в электрооптическом элементе исследуемого модулятора света на:ходят путем определения равного ему максимального сдвига фаз в эталонном электроонтическом элементе.

Нго определяют по измеряемому значению амплитуды высокочастотного напряжения, подаваемого на эталонный электрооптический элемент, с помощью известной модуляционной характеристики этого элемента.

Указанные операции повторяют для ряда фиксированных частот в рассматриваемом диапазоне и при этом поддерживают а.мплитуду высокочастотного напряжения на исследуемом модуляторе и постоянной, и независимой от частоты. Это дает возможность определить зависи1мость сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами светового луча от частоты управляющего высокочастотного напряжения.

Полученная зависимость, наряду с выбранной рабочей точкой на характеристике просветления модулятора, определяет зависимость глубины модуляции промодулированного светового потока от частоты модулирующего напряжения или амплитудно-частотную характеристику модулятора света.

Точность измерений можно существенно повысить, если применить на выходе фотоприемника резонансный усилитель, настроенный на

основную гармонику низкочастотной огибающей высокочастот1ных управляющих напряжений.

Предмет изобретения

Способ определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электрооптических элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в щироком диапазоне частот, луч света пропускают последовательно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, промодулированные в противофазе одной и той же низкочастотной огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризованными компонентами светового потока в эталонном элементе и .исследуемом модуляторе, а затем по амплитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвиг фаз этими компонентами для различных фиксированных частот высокочастотного управляющего сигнала на модуляторе.

Фиг. 2