Поляризационный интерферометрмодулятор Советский патент 1980 года по МПК G02F1/21 G02B27/26 

t

Изобретение относится к технике оптических измерений с использованием интерференции поляризованных пучков света.

Известны поляризационные .интерфе- 5 рометры и модуляторы / в которых поляризация, пространственное разделение и сведение пучков света осуществляется призмал1и ВоЛластона или кварцевыми пластинами. 10

«

Наиболее близким техническим решением к предложенному можно считать поляризационный интерферометр-модулятор, содержащий источник |5 линейно поляризованного излучения, системы разделения пучка излучения аа два параллельных и их сведения в один и амплитудный модулятор 3 .

Недостатком интерферометра-модуля-тора является узкий спектральный диапазон, малая апертура входящего пучка света, а также несоосность входящего и выходящего njniKOb излучения .75

Цель изобретения - расширение спектрального диапазона, увеличение апертуры пучка и обеспечение соосности входящего и выходящего излучений.30

Это достигается благодаря тому, что системы разделения пучка иэлучения на два и их сведения в один выполнены из делительных и отражательных пластин из полупроводниковых материалов с высоким показателем преломления, в одном плече интерферометра между делительными пластинами установлен поляризатор, содержащий, по крайней мере , четыре отражательные пластины и выполненный с возможностью поворота вокруг оси проходящего пучка излучения, причем расстояние между пластинами в поляризаторе равно расстоянию между делительHiatMK и отражательными пластинами в другом плече, а все пластины, входящие в устройство, расположены к пддающему излучению под углом Брюстера для материала отражательных пластин.

На фйг. 1 изображена схема поляризационного игтерферометра-модулятора; на фиг. 2 показан ход лучей через пластины поляризатора отргикательногО типа.

Устройство состоит из поляризатора 1, служащего для получения линейно поляризованного излучения, делительных пластин 2 и 3, плоскопараллельных пластин 4-9 из полупроводникового материала, клиновидного компенсатора 10, амплитудного модулятора 11, например механического обтюратора. Пластины 6-9 образуют введенный в устройство поляризатор отражательного типа, ©g - угол Брюстера для материала отражательных пластин.

Устройство работает следующим образом. После поляризатора 1 линейно поляризованное излучение разделяется пластиной 2, изготовленной из прозрачного в рабочей области материала, например из CdS, на два пучка. Отраженный от делительной .пластины 2 пучок, поляризованный в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа непрозрачными пластинами 4 и 5 направляется на пластину 3, аналогичную пластине 2. Прошедший через делительную пластину 2 пучок проходит поляризатор отражательного типа, содержащий четыре полупроводниковые пластины 6-9, и пластиной 3 совмещается с другим пучком излучения. Пластины 4-9 изготовлены из непрозрачного полупроводникового материала с высоким показателем преломления, например легированного кремния, и установлены полированной стороной под углом Брюстера к падающему на Них излучению. Делительные пластины 2 и 3 установлены под таким же улом. При последовательном отражении от пластин, установленных под углом Брюстера, степень поляризации пучка повышается. В конструкции предусмотрена возможность поворота поляризатора, содержащего пластины 6-9, вокруг оси пучка для установки требуемого азимута поляризации.

Равенство расстояний между пластинами 2и4, Зи5, 6и7, 8и9и расположение в отраженном от делительной пластины пучке компенсационных клиньев, изготовленных из материала делительной пластины и установленных с возможностью поперечного перемещения, обеспечивают равные оптические пути обоих пучков. Амплитудный модулятор, например механический обтюратор, установленный перед прозрачной пластиной, совмещающей оба пучка в один, обеспечивает получение на выходе устройства двух либо трех различных состояний поляризации пучка, разделенных во времени, что зависит от расположения отверстий в диске обтюратора. Равенство интенсивностей пучков с двумя состояниями поляризации устанавливается поворотом поляризатора 1. Если, например.

поляризатор внутри интерферометра установлен так, что плоскости поляризации обоих пучков взаимно ортогональны, а с помощью компенсационных клиньев оптические пути строго выравнены, то на выходе устройства можно получить линейно поляризованный пучок с азимутами плоскости поляризации О, 90 и 45. При выбранных материалах устройство работает в спектральном диапазоне от 0,5 до 25 мкм и обеспечивает во всем этом диапазоне высокую поляризующую способность.

Опертура пучка может достигать 1-2 см при длине отражательных и

5 делительных пластин 4-8 см. Кроме того, соосность входящего и выходящего пучков излучения создает большое удобство при эксплуатации интерферометра.

Формула из.обретения

Поляризационный интерферометр-модулятор, содержащий источник линейн поляризованного излучения, системы разделения пучка излучения на два параллельных и их сведения в один и амплитудный модулятор, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона., увеличения апертуры пучка и обеспечения соосности входящего и выходящего излучений, указанные системы выполнены из делительных и отражательньж пластин из полупроводниковых материалов с высоким показателем преломления, в одном плече интерферометра, между делительными пластинами установлен поляризатор, содержащий, по крайней мере, четыре отражательные пластины и выполненный с возможностью поворота вокруг оси проходящего пучка излучения, причем расстояние между пластинами в поляризаторе равно расстоянию между делительными и отражательными пластинами в другом плече, а все. пластины, входящие в устройство, расположены к падающему излучению под углом Брюстера для материала отражательных пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз 1,Патент США № 3684350,

кл. 350-150, 1972.

2. Шишловский А.А. Прикладная

физическая оптика, М., Физматгиз,

1961, с. 190.

3.Патент США № 3.591.294.

кл. 350-149 1971 (прототип.) .

.г