Электрооптический свч модулятор света Советский патент 1977 года по МПК G02F1/03 

Изобретение относится к средствам для управления оптическим излучением и предназначено для использования в различных VcTpoftcTBax оптической передачи и обработ информации, например в светодальномерах. Известны электрооптические СВЧ модуляторы света, применяемые в различных устройствах передачи информации по лазерному лучу i . В этих модуляторах используется линейный электрооптический эффект. Для получения СВЧ модуляции электроопт1гческий кристалл помещается : в резонатор ийи вол : новод. При этом В первому случае снижение мощности управляющего сминала дости; гается ценой сужения полосы модулирующих частот, а во втором - ценой увеличения габаритов-устройства и оптических потерь в нем. Ближайщим по технической сущности к описываемому изобретению является электрооптический СВЧ модулятор света, содержащий электрооптический кристалл с электродами, два короткозамкнутых на одном из концов KoaKciiaribiibix СВЧ р.ззонатора, поляризатор и iUiajiHaai-oiJ |2j . Однако такой модулятор х;л} 1кта1лизуетс.п недостаточной ujnpniioii полосы лолу.П1})ую ших частот, и кроме того, }-, промёссй лботы могут изхгеняться он i пческие свойства электрооптнческого кристалла, шюкольку вся мощность модул нруюгаего cisruajia выделяется в этом кристалле . Цель изобретения - повышение з4фективности работы модулятора в широкой полосе частот и улучшение его оптических свойств. Это достигается тем, что в предлагаемом электрооптическом СВЧ модуляторе света с двумя коаксиалытымн резонаторами, один из электродов, нанесенных на электрооптический кристалл, соединен с центральным проводником первого из СВЧ резонаторов, а второй электрод - с центральным проводником второго резонатора и сопрттнвлением нагрузки, причем электрические длины элёйтрооптического кристалла и резона1горОв равны длины вааны. соответствующей центральной частоте рабочего диапазона ьюдулятора, На фиг. 1 показана схема описываемогс модулятора света (СВЧ/ резонаторы изображены в виде эквивалайтных схем); на фиг, 2 - полная эквнвалентная влектрическая схема модулятора на центральной частоте рабочего диапазона. Модулятор света (фиг. 1) содержит элек трооптический кристалл 1 с нанесенными ш противоположные грани электродами 2, поляризатор 3 и анализатор света 4. Свет от источника проходит через поляризатор 3 и попадает в кристалл 1, где осуществляется его модуляция СВЧ полем по поляризации, Затем луч света проходит через анализатор 4, на выходе которого получается луч света модулированный по амплитуде. К одному из электродов 2,-, нанесенных на противоположные грани кристалла 1, на который подаются колебания от СВЧ модулирующего генератора, подключен параллельный колебательный KOHfyp 5, свободные концы которого соединены с корпусом, а ко второму электроду 2 подключены параллельный колебательный контур 6 и сопротивление нагруз ки 7, подключенные свободными концами к корпусу. При этом электрическая длина крис талла выбрана равной четверти длины волны, соответствующей центральной частоте рабочего диапазона модулятора. Колебательные контуры 5 , 6 настроены на центральную частоту рабочего диапазона модулятора Кристалл с нанесенными на противоположные грани электродами для частот моду ляции представляет собой отрезок разомкнутой длинной линии. При электрической длине линии, равной; четверти длины волны, отрезок разомкнутой линии для .частот модуляции эквивалентен последовательному колебательному контуру. Поэтому эквивал.ентная электрическая схема модулятора представ ляет собой трехэлементный полосовой фильтр, схема которого показана нафиг.. 2, причем эле рооптический кристалл с электродами играет роль последовательного . контура 8, Указанный полосовой фильтр может быть согласован с модулирующим генератором в широкой полосе частот, обеспечивая в этой поло се частот постоянную амплитуду электричес кой составляющей; электромагнитного Поля в кристалле и, как следствие,, постоянный коэффициент модуляции света во всей рабочей полосе частот при постоянной мощности модулирующего генератора. При этом рассеивание больщей части мощности модулирующего генератора происходит в сопротивлении нагрузки 7, а не в кристалле, что уменьщает его разогрев, В СВЧ диапазоне колебательные контуры 5 и 6 могут быть выполнены на основе элементов с распределенными параметрами. Применение описанного модулятора света позволяет получить амплитудную модуляцию света в широкой полосе частот при небольших габаритах устройства. Предлагаемый модулятор обеспечивает акже выигрищ по эффективности модуляции о сравнению с известными модуляторами вета, использующими стоячую СВЧ волну, . е. уменьшение мощности генератора, небходимой для попучения той же глубины мск уляции в той же полосе частот. Ф о р мул а и. а о б р е т аи и я Элекгрооптический СВЧт модулятор света, содержащий электрооптический кристалл с электродами, два короткозамкнутых на одном из концов коаксиальных СВЧ резонатора, поляризатор и анализатор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы модулятора в широкой полосе частот, один из электродов, нанесенных наэлектрооптический кристалл, соединен с центральным проводником первого иа СВЧ резонатор о, а втор ой эпектр од - с ценпральным проводником второго резонатора и сопротивлением нагрузки, причем электрические длины электрооптического кристалла и резонаторов равны четверти длины волны, соответствующей центральной частоте рабочего диапазона модулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.МустелБ Е. Р. Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света, М,, Наука , 197О, § 3.2. 2.Казарян Р. А. и др. СВЧ модуглятор света на двух связанных резонаторах, Радиотехййка и электроника, 1967, 12, № 7, с. 129&-12 98.

W /