Акустооптический фильтр Советский патент 1981 года по МПК G02F1/11 

54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к оптике и акустоэлектронике и может быть использовано для выделения света с узкой полосой спектрального состава в любом выбранном участке спектра.

Известны акустооптические фильтры, плавно перестраиваемые в широком интервале длин волн света путем изменения частоты управляюш.его электрического сигнала. Ячейка этого фильтра из двулучепреломляющего кристалла имеет форму параллелепипеда со скошенными торцами, под одним из . которых на плоскости, составляющей с торцовой гранью острый угол, изготовлен электроакустический преобразователь. Эта грань является одновременно как отражателем или трансформатором акустических волн, так и «входной гранью для падающего на кристалл света 1j и 2.

Однако с помощью этого устройства невозможно вводить оптический луч в крист.алл, показатель преломления которого более 2, с минимальными потерями света или акустической энергии; кроме того, «выходной торец кристалла скошен & той же плоскости, что и «входной, что приводит к

дополнительным потерям дифрагированного света.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является акустооптический фильтр с коллинеарным взаимодействием, содержащий фотоупругий кристалл с двулучепреломлением, показатель преломления которого более 2, имеющий грань с закрепленным на ней электроакустическим преобразователем и скошенные торцовые грани для транформации продольной акустической волны в сдвиговую, а также для просветления. Гранью для ввода оптического луча в нем служит грань дополнительной призмы, соединенная через слой согласующей жидкости с торцовой гранью (3).

Однако наличие внешних согласующих элементов - дополнительной призмы, жидкой прослойки, усложняют конструкцию устройства, приводит к частичному затенению преобразователем входной апертуры.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства, упрощение его. конструкции и более полное использование области оптической прозрачности кристалла.

Цель достигается тем, что гранью для ввода оптического луча в кристалл является грань, смежнай с торцовыми гранями кристалла и противоположная грани с электрсaKyctH4ecKHM преобразователем. На фиг. 1 изображена схема акустического фильтра; на фиг. 2 отражен ход световой и акустических волн в акустооптическом фильтре; на фиг. 3 - конструкция акустооптического фильтра с. коллинеарным взаимодействием, восполненного из монокристалла нйобата лития У- среза. Предлагаемый фильтр содержит грань 1 с изготовленным на ней электроакустическим преобразователем, электроакустический преобразователь 2, продольных акустических волн, грань 3 для ввода оптического луча, грань 4 трансформатора упругих акустических волн, грань 5 для вывода дифрагированного света, скошенная под углом Брюстера, поглотитель 6 акустической волны, ход о акустической волны, ход б оптической волны, угол Брюстера для падающего света, угол di наклона торцовой грани для трансформации акустических волн, угол ёСз наклона грани для ввода оптического луча, который определяется из условия дальнейшего распространения света по ломаной траектории с двумя углами отражения, большими угла полного внутреннего отражения. Устройство работает следуюш.им образом. Оптический луч от источника 7 света, пройдя поляризатор 8, попадает на зеркало 9, наклон которого выбран таким образом что свет ВХОДИТЕ кристалл 10 под углом Брюстера к грани, скошенной на 4° (для LiNbOa У-среза), а затем, отразившись от двух граней кристалла, распространяется точно вдх)ль оси коллинеарно со сдвиговой акустической волной, которая появляется за счет трансформации на торцовом скосе продольной волны, возбуждаемой электроакустическим преобразователем. , В результате коллинеарного взаимодействия происходит поворот плоскости поляризации падающего света на 90°. Дифрагированный луч света выходит из кристалла через торцовую поверхность, которая скощена под углом Брюстера и ортогональна грани с электроакустическим преобразователем. Далее свет попадает на промежуточное 11 и выходное 12 зеркала, юстировкой которых можно добиться полной развязки между дифрагированным и недифрагированным лучами света без применения анализатора. Эти же зеркала направляют дифрагированный луч параллельно оптическому лучу, распространяющемуся от источника 9 света. Поглощающее черненое покрытие 13, нанесенное на внутренней части корпуса, в котором помещается акустооптический фильтр, позволяет полиостью подавить недифрагированный луч света. Такая конструкция обеспечивает удобство в эксплуатации благодаря линейному расположению источника света, акустооптического фильтра в сборе и необходимых приборов на оптической скамье, а применение акустооптического фильтра позволяет за||(1енить целый набор интерференционных фильтров, Изготовляемых на конкретные длины волн света, имеющих более широкую полосу пропускания и обладающих значительными потерями. Формула изобретения Акустооптический фильтр с коллинеариым взаимодействием, содержащий фотоупругий кристалл с двулучепреломлением, показатель Преломления которого более 2, имеющий грань с закрепленным на ней электроакустическим преобразователем и скошенные торцовые грани, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности работы устройства, упрощения его конструкции и более полного использования области оптической прозрачности кристалла, гранью для ввода оптического луча в кристалл является грань, смежная с торцовыми гранями кристалла и противоположная грани с электроакустическим преобразователем. Источии и информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3632193, кл. 350-149, 1972. 2.Патент США № 3729251, кл. 350-149, 1973. 3.Патент США № 3740117, кл. 350-149, 1973.

8

Фиг.З