Планарный акустооптический дискриминатор Советский патент 1980 года по МПК G02F1/33 

щего прозрачностью в заданном диапазоне оптических нли ИК волн, пьезоэффектом и фотоупругостью (например из кристаллического кварца, ннобата лития и др.), несущий диэлектрический слой 2 в виде тонкой пленки из оптически прозрачного диэлектрика (например стекла, полистирола и др.), однонаправленный встречно-штыревой преобразователь (возбудитель) 3 поверхностных волн Релея вспомогательной частоты й/2; регулируемый фазовращатель 4 для этой частоты планарной или объемной конструкции; однонанравленный встречно-штыревой возбудитель 5 волн Релея рабочей частоты Q, планарную, линзу 6, два входа 7 приемного устройства (входами могут быть фотоприемники с последующими усилителями, полосковые волноводы или световоды для дальнейшего прохождения оптического сигнала и т. д.) поглотитель 8 акустических волн (например скос) для обеспечения режима бегущих волн, возбудитель 9 оптических поверхностных волн (на данном чертеже призменный, но может быть и решетчатый) для ввода оптических волн с частотой со. Направления распространения оптических и акустических поверхностных волн взаимно нерпендикулярны.

Устройство работает следующим образом.

Свет от лазера через возбудитель 9 вводится в диэлектрический слой 2. Всномогательная частота Q/2 от генератора вспомогательной частоты подается на возбудитель 3 через фазовращатель 4 и распространяется далее в виде бегущей акустической волны. Амплитуда ее такова, что в дифракционной картине Рамана-Ната возникают дифракционные лучи и соответствующие им каустики в фокальной линии линзы 6 с номерами +2 и -2. Направления этих лучей

относительно нулевого равны sine±2 -,

где - длина волны света в планарном волноводе, Л - длина акустических волн частоты И. Частота оптических волн в этих лучах равна соответственно co-f-Q и со-и, а фаза -я и . Основная частота и подается на возбудитель 5 и также распространяется далее в виде бегущей акустической волны. Амплитуда ее такова, что в дифракционной картине Рамана-Ната возникают дифракционные лучи и соответствующие им каустики в фокальной линии линзы 6 с номерами +1 и -1. Направления этих лучей относительно нулевого равны

8шв±1-, т. е. совнадают с направлениями указанных выше лучей +2 и -2. Частота оптических волн в лучах -{-1 и -1 равна соответственно со+й и со-Q, а фаза составляет -я/2 и . Таким образом, фазы, соответствующие вспомогательной и рабочей частотам, во время начала отсчета в дифрагированных лучах с одинаковыми знаками отличаются соответственно наи

+ - и при необходимости могут быть отрегулированы с помощью фазовращателя 4. При этом суммарные интенсивности в лучах одного знака, соответствующие частотам сй+й и 0)-Q на входах 7, одинаковы. Указанные фазовые и амплитудные соотношения поясняются векторными диаграммами (см. фиг. 2а), где Е+2 и ±1 - амплитуды напряженности поля дифрагированных световых лучей 2 и 1 порядков для вспомогательной и основной частот соответственно, а и ЕШ-Q -результирующие амплитуды. При изменении фазы рабочей частоты от первоначальной на величину Дф в одном из лучей напряженность поля оптических волн увеличивается, а в другом - уменьшается (см. фиг. 26), что может быть зарегистрировано с помощью приемников 7, противофазные входы которых (+) и (-) лежат в фокальной линии линзы 6.

5 В случае, если амплитуды вспомогательной частоты Q/2, основной частоты Q или частоты лазера со, подаваемых на соответствующие возбудители 3, 5 и 9 изменяются в небольших пределах, то на обоих выходах 7 (+) и (-) напряжение будет изменяться в фазе, поэтому при противофазном подключении последующего усилителя эти изменения амплитуды усиливаться практически не будут. Таким образом, нредлагае5 мое устройство действительно обладает пониженной чувствительностью к амплитудной модуляции, т. е. обладает повышенной помехоустойчивостью, а следовательно и эффективностью.

Формула изобретения

Планарный акустооптический дискриминатор, содержащий плоскую подложку и

5 расположенные на ней волноводную нленку, ортогонально расположенные возбудители акустических и оптических поверхностных волн, планарную собирающую линзу, установленную напротив источника света и

0 приемники света за ней, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем балансного измерения фазы акустической частоты, на подлол ке дополнительно размещены, по крайней мере, один однонаправленный возбудитель коллинеарно распространяющихся бегущих акустических волн, к одному из них подключен регулируемый фазовращатель и генератор вспомогательной частоты, к другому - генератор измеряемой частоты, а в точках сходимости дифракционных лучей разных порядков размещены противофазные входы приемников света.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Хорвей А. Ф. Техника СВЧ. М. «Сов. радио, т. II, 1974.

2.Гудзенко А. И. и др. Взаимодействия в планарных оптических волиоводах и устройства на их основе. «Зарубежная радиоэлектроника № 9, 1976, с. 55-67 (прототип) .