Компаратор световых потоков Советский патент 1981 года по МПК G02F1/21 

(54) КОМПАРАТОР СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к области оптических нзмеросий, а более конкретно- к технике амплитудной модуляции оптических лучей, и может быть нспользовано в приборах и устройствах, измеряющих разность интенсивиостей двух лучей. Известен компаратор световых потоков, который содержит поляризационную призму, злектрооптнческий элемент, анализатор и фотоприемник И. Недостатком такого устройства является необходимость применения специальной поляризациоиной призмы (типа Волластона, Аббе). Наиболее близким по технической су1цности и достигаемому результату к изобретению является компаратор световых поток(я, содержащий расположенные по ходу лучей полярнзагор, электрооптический элемент, анализатор и пртемиик 2. К недостаткам его можно отнести сложность конструкции. Целью изобретения является упрощение кон . с рукции. Эта цель достигается благодаря тому, что в компараторе потоков, содержащем расположен-, ные по ходу лучей поляризатор, электрооптический элемент, анализатор и приемник излучения, электрический элемент выполнен в виде вырезанной перпендикулярно кристаллографической оси Z прямоугольной плоскопараллельной пластины, составленной из двух геометрически идентичных квадратных пластии с арто гональной ориентацией X и У-кристаллографических осей, пртпем направление прнложенного к нему электрическото поля совпадает с направлением световых лучей и оптической На чертеже схематически изображеио предлагаемое устройство. Устройство содержит расположенные по ходу лучей поляризатор I, электрооптический элемент 2, составленный из двух геометрически идентичньк квадратных пластин 3, 4 с ортогональной ориентацией X и У-кристаллографических осей, анализ11тор 5 м приемник излучения 6. Устройство работает следующим образом. Потоки света I и 11 линейно поляриэуютс) с помощью поляризатора 1 и попадают иа электрооптический элемент 2, котсфый превращает линейно поляризованный свет в электрически поляризованный.т. е. расщепляет каждый из -потоков на два ортогонально поляризованны компонента (обыкновенный и необьпсновенньш распросфаняюцдаеся с различной скоростью. П этом один из срав1шваемых потоков попадает на пластину 3, а другой - на пластину 4. Воз никающая между компонентами разность фаз определяется ориентацией кристаллической пластины и электрического поля. В потоке 1 после прохождения пластины 3 обыкновенный компонент обгоняет необыкновенный, что соответствует возникновению меж ду ними некоторой разности фаз Г. При том же направлении приложенного электрического поля в потоке 11 после прохождения плас1ины 4 обыкновенный компонент потока отстает от необыкновенного, что соответствует разности фаз - Г. Далее расщепленные потоки попадают на анализатор 5, ориентированный таким образом что через него может пройти только один из компонентов (например, обыкновенный). В от сутствии электрического поля электрооптический элемент не воздействует на проходящие потоки, и они беспрепятственно проходят через оптическую систему. При наложении переменного Электрического напряжения и - и sin U) t анализатор поочередно с часто той U) пропускает обыкновенный компонент 1 и 11 потоков на расположенный за анализатором 5 фотоприемник 6. В случае параллельных поляризатора 1 и анализатора 5 пропускание устройства для 1 потока описывается следующим образом: h Зл 0,5(1+Sin Г), Jo-i а для 11 потока h o,5(l+Sm(-r)5, Joa где DQ, , DOO интенсивности потоков на входе устройства; 3 V 3. - интенсивности потоков на выходе; г П и« Ug - полуволновое напряжение кристалла. Общее пропускание устройства для лучей h. ii± g-осП;(ДогЗо)-в;п 5ти«.1 3o,Do2 I-Зол + Зоа-J т. е. пропорщгонально разности интенсивностей сравниваемых потоков. При равенстве сравниваемых потоков, т. е. при о Лда h 0,5 и не завнсит от прилагаемого переменного напряжения. Ток фотоприемника 6 при этом не изменяется. При отсутствии одного из потоков пропускание системы меняется с частотой иг либо от 0,5 до О, либо от 0,5 до 1,0. При неравенстве потоков разностная часть модулируется с частотой приложенного поля, к/сигнал ошибки (разности) пропорционален разности потоков. Компаратор световых потоков по сравнению с известным обладает более простой конструкщсей, ибо он содержит два поляризационных элемента, а не три, как в известном устройстве, не требует применения вращающегося электрического поля, узла совмещения оптических лучей, что также значительно упрощает устройство. Компаратор более удобен в эксплуатации, поскольку он не требует сложной юстировки и обладает более щироким диапазоном применения, так как позволяет сравнивать несовмещен-, ные лучи различного спектрального состава и различного сечения. Кроме того, апертура устройства значительно больше известного, так как она ограничена лишь размерами поляризащюнных и электрооптического элементов. Формула изобретения Компаратор световых потоков, содержащий расположенные по ходу лучей поляризатор, электрооптический элемент, анализатор и.приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, электрооптический элемент выполнен в виде вырезанной перпендикулярно кристаллся-рафической оси Z прямоугольной плоскопараллельной .пластины, составленной из двух геометрически идентичных квадратных пластин с ортогональной ориентацией X и У-кристаллографических осей, причем направление приложенного к нему электрического поля совпадает с налравлкшем световых лучей и оси Z. Источники информации, принятые во вшвмание при зкспертнзе 1.Автсфское свидетельство СССР N 556349, кл. G 01 J 5/58, 1977. 2.Авторское свндете;ш:тво СССР N 15М75, кл. G 01 8 9/08, 1963 (прототип).

I