Многопроходной электрооптический модулятор когерентного излучения Советский патент 1991 года по МПК G02F1/03 

Целью изобретения является снижен .управляющего напряжения, уменьшения оптических потерь и увеличение надежности. Это достигается благодаря тому, что многопроходный электрооптичес кий модулятор когерентного излучения, содержащий электрооптические 1сристаллы с расположенными на них электродами, выполнен в виде сборног моноблока содержащего основание, к торцу которого прикреплена бипризм с расположенной на ней согласующей оптикой, на противоположной стороне основания размещены электрооптические кристаллы с окнами для ввода и вывода излучения5 выполненные в виде гшастин, торцы которых имеют форму сферических поверхностей, с радиусом равным длине пластик, кроме того эдектрооптические кристаллы укреплены на общем основании через теплоотводящую вставки из металла. Па фиг. 1 и 2 в двзгх лроекциях представлен общий вид многопроходного модулятора, содержащего для определенности три электрооптических кристалла. Модулятор выполнен в виде сборног моноблока, содержащего входную и вьг ходную линзы 1 (согласующая оптика) бипризму 25 на которой укреплены про межуточнь е сферические зеркала 3, электрооптические кристаллы 4-6, укрепленные на теплоотводящей вставке 7 и общее основание 8, на котором крепятся все перечисленные элементы модулятора, Точность взаимного расположения последних задается соответствующими допусками на изготовление отдельных элементов и на сборку их в моноблок Закрепление элементов модулятора осуществляется посредством оптического контакта и клеевьк соединений, Расстояние между промежуточными зер калами и электрооптическими кристал лами определяется фокусами зеркал и линз. Электрооптическне кристаллы выполняются в виде тонких пластин, об печиваюр х на каждом проходе отноше ние L/d порядка 65s80. Торцы пласти обработаны в форме сферических пове ностей с радиусом R, равным длине пластины. На сферические торцы кристаллов нанесены отражающие покрыти 9, причем один из торцов каждого кристалла, обращенный в сторону согласующей оптики и промежуточных зеркал, имеет просветленное на рабочую длину волны окно 10, служащее, в отличие от прототипа, одновременно входным и выходным для модулируемого излучения. Выполненный таким образом кристалл обеспечивает кратное прохождение вводимого в него излучения с подфо- кусировкой его на каждом проходе. На обе широкие грани кристаллов нянесены методом вакуумного напыления тонкие слои металла (1,5-2 мкм), выполняющие роль электродов. Верхний электрод выполняется в виде узкой полоски 11j перекрывающей все четьфе прохода излучения в кристалле. Нижний электрод может быть сплошным. Его роль может выполнять также встайка 7 при ее изготовлении из металла. Основное назначение вставки - теплоотвод от кристаллических элементов. Модулятор работает следуюгцим образом. Модулируемое излучение, сфокусированное входной линзой 1 через просветленное окно 10 вводится в первый кристалл 4 под небольшим углом к его оси. Последний задается углом при вершине бипризмы 2, к наклонной грани которой крепится входная ликза. Па первом и третьем проходах в кристалле излучение пересекает геометрический центр кристалла, а на втором и четвертом - распространяется параллельно оси, соединяющей центры сфер, вывод излучения совпадает по месту с вводом, отличаясь по углу с Прохождение изучением следуюп1их кристаллов точно таicoe же. Промежуточные зеркала 3 осуществляют подфокусировку излучения вышедщего из предьщущего кристалла и направляя его в следующий. Выводится излучение из модулятора через выходнуте линзу 1, аналогичную входной. При прохождении через кристаллы излучения на каждом проходе взаимодействует с управляющим электричесКИМ полем, изменяя свою фазу или амплитуду (в зависимости от ориентац ш кристалла). Оптимальное число кристаллов, установленных в модуляторе, а также их длина и толщина выбираются в зависимости от качества просветляющих и отражающих покрытий и оптических характеристик электрооптического материала.

Наибольшего экономического эффекта от применения настоящего устройства, представляющего собой амплитудный или фазовый модулятор, можно ожидать в условиях ограниченных энергоpecypcoiB, в частности в бортовой апраратуре. Увеличение надежности ноду лятора позволяет его эксплуатацию в условиях с повыиенной вибрацией; что также характерно для работы аппаратуры на борту.

1. МПОГОПРОХОДНОП ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий электрооптические Устройство относится к квантовой электронике и может найти широкое применение в оптических линиях связи и системах оптической локации. Известен многопроходный электрооптический модулятор, который представляет собой прямоугольный параллелепипед из GaAs. Трехкратное и пятикратное прохождение излучения через кристалл осуществлено с помощью отражения от зеркальных покрытий, нанесенных на плоские торцы кристалла, Недостатком этого устройства является невозможность использования фокусирующей оптики на каждом проходе кристаллы с расположенными на них электродами, отличающийся тем, что, с целью снижезтия управляющего напряжения, уменьшения оптических потерь и увеличения надежности, модулятор выполнен в виде сборного моноблока, содержап(его основание, к торцу которого прикреплена бипризма с расположенной на ней согласующей оптикой, на противоположной стороне основания размев1ены электрооптические кристаллы с окнами для ввода и вывода излучения, вьтолненньк в ви,це пластин, Topiyji которых форму сферических поверхностей с радиусом, равным длине пластин. 2. Модулятор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что электрооптичес- кие- кристаллы укреплены на общем основании через теш1оотводяр;ую вставку из металла. 00 о: .li) излучения через модулятор, что водит, вследствие явления расходимос00 ти, к увеличению поперечного сечения пучка модулируемого излучения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является многопроходный электроопти- Ческий модулятор когерентного излучения, содержащий электрооптические кристаллы с расположенными на них электродами. К его недостаткам можно отнести высокие управляющие напряжения, большие оптические потери и низкую надежность.

///////////////

I г г I // //ч/ /,

S. zJ

7 Ч.5.6 Л у Ч

V/ У У Л ч у

, I J/ / /, / ,