Электрооптический СВЧ-модулятор света Советский патент 1982 года по МПК G02F1/03 

ны волны, соответствующей центральной частоте рабочего диапазона модулятора. С целью уменьшения потерь светового излучения короткое замыкание электродов может быть выполнено по боковым-граням кристалла.

На чертеже показана оптическая схема СВЧ-модулятора света.

СВЧ-модулятор содержит электрооптический кристалл 1 с нанесенными на две противоположные грани электродами 2, поляризатор 3, анализатор 4, два короткозамкнутых у одного конца коаксиальных СВЧ-резонатора 5 и б, нагрузку 7, проводник 8, короткозамыкающий концы электродов 2.

Электрические длины резонаторов 5 и 6 равны четверти длины волны, а электрооптнческого кристалла 1 - половине длины волны, соответствующей центральной частоте рабочего диапазона модулятора.

Электрооптический кристалл 1 с нанесенными на противоположные грани и короткозамкнутыми у одного из торцов электродами 2 для сопряжения с частотами модуляции представляет собой отрезок короткозамкнутой линии. При электрической длнне, равно половине длины волны, отрезок короткозамкнутой линии эквивалентен последовательному колебательному контуру. Короткозамкнутые четвертьволновые коаксиальные резонаторы 5 и 6 при этом эквивалентны параллельным колебательным контурам. Поэтому эквивалентная электрическая схема модулятора соответствует схеме трехэлементного полосового фильтра, Б котором роль последовательного контура в продольной ветви фильтра играет электрооптический кристалл 1 с короткозамкнутыми у одного из торцов электродами 2. Подобный полосовой фильтр может быть согласована с генератором модулирующего СВЧ-сигнала в щирокой полосе частот, обеспечивая прн этом в полосе частот постоянную амплитуду тока через последовательный колебательный контур, т. е. постоянную амплитуду электрической составляющей электромагнитного поля и кристалла, и как следствие, постоянный коэффициен:т амплитудной модуляции света во всей рабочей полосе частот модулятора при постоянной мощности генератора модулирующего сигнала.

Распределение модулирующего СВЧиапряжения по длине электрооптического кристалла 1 подчиняется синусоидальному закону (оно составляет половину периода синусоиды). Модулирующее напряжение будет равно нулю у торцов кристалла и максимально в центре.

. Короткое замыкание электродов 2 у торца электрооптического кристалла 1 мо;хет быть выполнено отдельным проводником. Однако при этом заметная часть электромагнитного поля рассеивается во

внешнюю среду, что, в конечном счете, уменьшает глубину модуляции света.

Более рациональным представляется выполнение короткозамыкающей перемычки металлизацией торца кристалла (например, вакуумным напылением). При этом в металлизации должно быть отверстие для прохождения светового луча. Подобная короткозамыкающая перемычка также имеет недостатки: прн больших размерах отверстия в перемычке -будут велики диссипатнвные потери для модулирующего СВЧ-сигнала в электродах и перемычке, а при малых размерах отверстия потребуется сильная фокусировка светового луча, что приведет к добавочным оптическим потерям.

От указанных недостатков свободен электрооптический модулятор, в котором короткое замыкание электродов, нанесенных на противоположные грани кристалла, осуществляется металлизацией боковых граней у торца кристалла.

Конструктивное и технологическое выполнение модулятора можно упростить, заменив коаксиальные резонаторы микрополосковыми, центральные ленточные проводники которых обеспечивают надежное, постоянное соединение с электродами, нанесенными на кристалл.

Предложенный модулятор имеет в два раза больший коэффициент амплитудной .модуляции света, чем у известных модуля.торов, при той же мощности модулирующего ЭВЧ-сигнала или в два раза меньшую модулирующую мощность при требуемой глубине модуляции.

Это дает существнный экономический выиграш: уменьшение примерно во столь.ко же раз стоимости источника модулирующего сигнала за счет упрощения схемы, уменьшения количества каскадов, упрощения настройки и т. д. Кроме того, в предложенном модуляторе уменьшается в два раза мощность рассеивания на сопротивлении нагрузки, что упрощает конструктивное и технологическое выполнение модулятора и, как следствие, уменьшает его стоимость.

Формула изобретения

1. Электрооптический СВЧ-модулятор света, содержащий два короткозамкнутых у одного из концов четвертьволновых СВЧрезонатора, нагрузку, поляризатор, анализатор и электрооптический кристалл с на.иесенными на его противоположные боковые грани двумя электродами, один из которых соединен с центральным проводником первого из СВЧ-резонаторов, а другой - с центральным проводником второго резонатора и с нагрузкой, отличающ и и с я тем, что, с целью поБЫшения эффективности и глубины амнлитудной модуляции света, противоположные концы электродов короткозамкнуты по торцу электрооптического кристалла, электрическая длина которого равна половине длины волны, соответствующей центральной частоте рабочего диапазона модулятора.

2. СВЧ-модулятор света по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь светового излучения, короткое.

замыкание электродов выполнено по боковым граням электрооптического кристалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Мустель Е. Р., Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света, М., «Наука, 1970, с. 102.

2.Авторское свидетельство СССР № 575602, кл. G 02 F 1/03, 02.06.1975 (прототип) .

I

7

XJ1

J От генср тсра