Оптический преобразователь частоты излучения Советский патент 1976 года по МПК G02F1/37 

3

-V

ду ОСЬЮ Z и лучо.м S. а - угол полного внутренлего отражения; п - нормаль к входной

грани; /jj°, «,--единичные векторы фазовых

нормалей отраженных обыкновенной и необыпреобразуемого нзлучен.пя;

KiiOBeinibix волн /V и N

аналогичные векторы для обыкнове ной и необыкновенной волн второй гармоНИКИ.

Устройство работает следующим образом.

Неполяризованное излучение Si после грани J распадается на ортогонально поляризованпые лучи S°A 54 , расходящиеся в анизотропной среде в силу двулучепреломления.

Угол а (равный углу между гранял1И / и 2) и угол 9 между оптической осью Z и обыкновенным лучом S выбра,ны таким образом, чтобы после отражения от грани 2 из-за разл ич:ия отражения обыкновенного и необь;;К,ноБенного луче они распространялись в одном на-правле;нии |п одновременно выполнялись условия векторного синхронизма, которые для оптически рдноосных отрицательных и положнтельиых кристаллов имеют соответственно вп-д:

//,,, + /г;/Г;

-;- 2N,N

где и - обыкновенный показатель преломления кристалла на длине волны преобразованного и преобразуемого излучения соответственно; п -необыкновенный показатель

преломления кристалла на длине волны преобразуемого излучен ия в направлении п Ne -необыкновенный показатель преломления кристалла на длине волны преобразован-

re ного излучения в нанравленнп

При генерации второй гармоники углы 0 и 0 j-для оптически одноосных отрицательных и положительны.х кристаллов соответственно находятся из выражений;

tlNll4NI-(n, + n

(«о + Яе) ( Al (tlQ - йе) («,. + Ve)(2«o-. «e:)-4A2j + ft2(yV2,

)()

( + «е) - 4iV

C0s2e :(I - -) («о -г Ле) (2йо - Ле) -

где Л - главный показатель преломления кристалла для необыкновенной волны второй гармо1Ш|Ки.

Вследствие совмещения направлений век е

торов лучей S, и 5, , т. е. направлений распространения энергий соответствующих волн преобразуемого излучения, в предложенном преобразователе достигается резкое увеличение длины взаимодействия, что в сочетании с одновременным вЫПолнением условий векторного синхронизма приводит к существенному повышению эффективности преобразования. После отражения от грани 4 преобразуемое

и преобразованное излучения выводятся через грань 3 призмы. Так как для преобразуемого излучения суммарное действие призмы эквивалентно действию плоскопараллельной пластинки, то налравления распространения

преобразуемого излучения на входе и выходе преобразователя совпадают. В то же самое время из-за дисперсии показателей преломления кристалла наюравлевие вектора луча соответствующей волны преобразованного излучения не совпадает с направлением вектора - лучей S/° и ортогонально поляризованных волн преобразуемого излучения.

После отражения излучения от грани 4 призмы и преломления на грани 3 угол между направлениями указанных векторов еще больще возрастает, т. е. достигается пространственное разделение преобраз)емого и преобразованного излучения без использования дополнительных дисперсионных элементов или селективных светоделителей (для уменьшения потерь на отражение при выводе преобразованного излучения на грани 3 призмы может быть выполнена технологическая фаска). Наибольшей эффективности преобразования можно достичь установкой преобразователя внутри за,М1Кнутого (для преобразуемого излучения) резонатора ОКГ.

Формула изобретения

Оптический преобразователь частоты излучения в виде призмы с входной гранью и гранью полного внутреннего отражения, выполненной из анизотропного вещества, отличающийся тем, что, с целью увеличения длины взаимодействия ортогонально поляризованных волн преобразуемого излучения при векторном синхронизме, угол между входной

гранью и гранью полного внутреннего отражения равен совмещенному углу отражения от последней лучей ортогонально поляризованных волн.