Акустооптическая система отклонения Советский патент 1983 года по МПК G02F1/33 

(54) АКУСТСЮГТТИЧЕОСАЯ СИСТЕМА ОТКЛОНЕНИЯ

Изобретение относится к технике отклонетш светового пуча иможет быть использовано в различных оптических воо пронзводяших и сканирукшхих устройствах с повышенной разрешающей способностью. Известна система отклонения светово го луча, содержащая анизотропную ультра звуковую (УЗ) дифракииоиную ячейку с поворотом поляризации дифрагированного света. В этой системе расширение полосы частот дифракции Брэгга достигается за счет свойств анизотропной дифракции, поэтому отпадает необходимость применения пьезопреобразователя в виде фази рованной ступевчатой решетки Г1 } Недостатком этой системы является ограниченная разрешающая способность, не превышаюцхая величины , где время пробега УЗ {злны; Д-f- диапазон рабочих Частот. Наиболее близкой по технической сущ. ностн к изобретению является свотема отклонения светового луча, содержащая последовательно установленные уттьтра- звуковые дифракционные ячейки и выооко частотный геиератор, соединенный с ячеЛками. Разрешающая способность такой системы увеличена по сравнению с разрешающей способностью систем с одной ячейкой в число раз, равное числу последовательно установленных ячеек . Недостатками известной системы являются сложность устройства и его низкая эффективность по свету. Цель изобретения .- увеличение эффек.тивности систш«ы отклонения по свету н упрощение системы. Поставленная цель постигается тем, что в акустооптическую систему, содержащую последовательно установленные УЗ дифракционные ячейки и высокочастотный генератор, соединенный с ячейками, дополнительно введены расщепители света по поляризации, расположенные между ячейками, и коммутатор, соединяю398щий высокочастотный генератор с ячейками, причем в качестве ячеек испопь зуются анизотропные ультразвуковые ячейки. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Акустооптическая система отклонения светоього луча содержит анизотропные УЗ дифракционные ячейки 1 и 2, подключенные к высокочастотному генератору 3 через коммутатор 4. Между ячейками расположена двулучепреломяяюпшя призма Волластона 5. Ест к высока частотному генератору подключена ячейка1, то-линейнополяриаованный в плоско ти чертежа световой луч испытывает дифракцию на ячейке 1с поворютом плоскости поляриза.ции на 90 oj У гол дифракции .равен cL Призма Волластона вносит до полнительное угровое расиеппение между двумя ортогональными поляризациями на угол Р), так что угчэл между ведифрагированным и дифрагированным световыми лучами на выходе призмы становится равным р или dL- р) - в зависимости от ориентации призмы 5. Лалее световые лучи проходят ячейку 2, котора в данный момент не включена и не изменяет угол между недифрагированным и дифрагт1рованным лучами. Если к высокочастотному генератору подключена ячейка 2, то угол между дифрагированным и недифрагированным лучами также равен сзС. При этом на выходе системы луч 6, дифрагированный в ячейке 2, смешен по углу относительно луча 7, дифрагированного в ячейке 1, на угол, равный угловому расщеплешпо |Ъ двупучепрелсялляющей призмы. Оптическая систала, сост{ ящая, например, кз сферической линзы 8 фокусирует лучи в фокальной плоскости F и преобразует угловое смещение лучей в пространственное смещение в фокаль ной плоскости. При подключении к высокочастотному генератору ячейки 1 происходит скашфование области А в фокальной плоскости, а при подключении ячейки 2 ск/анируетця область В, Таким образом, общее число разрешимых поло- жений системы отклонения равно сумме числа разрешимых положений, обеспечиваемых ячейками 1 н 2 по отдельности. Расстояние между областями сканирования А и В определяется углом f) раощеплещш призмы Волластош. Для обеопечения непрерывности сканирования целесообразно выбирать угол расщепления 5 ft призмы, углу сканирования Act дифракционных ячеек )Ь-До/-Лд /V, де - длина волны света; д - диапазон изменения управляющей частоты; V - скорость звука в ячейке. Угол Брэгга для ячеек 1 и 2 настраивается относительно недифрагированного уча, положение которого стабильно в процессе работы системы отклонения. В результате этого отпадает необходи- „ость в повороте фронта акустической волны в ячейках для подстройки угла Брэгга в процессе работы системы отклонения. ... . В общем случае система отклонения может содержать М последовательно установленных анизотронных дифракцио№ ячеек и М-1 двулучепреломляющих призм, раоюложенных между, ячейками, В процессе сканирования коммутатор подключает к высокочастотному генератору поочередно каждую из ячеек. Разрешающая способность системы } М f может быть весьма высокой для достаточно большого М. Ячейки и двулучепреломляюшие призмы целесообразно располагать как можно ближе друг к другу. Размер световой апертуры ячеек и двулучепрелс ляющих призм должен обеспечить прохождение недифрагированного и ди(| трепанного лучей. Последняя ячейка в системе отклонения не обязатель-но должна быть анизотропной ультразвуковой дифракционной ячейкой. Может быть использована обычная ячейка без поворота поляризации дифрагированного света. В изобретении увелттаение оптической эффективности по свету достигается за счет того, что в каждый момент времени включена только одна ячейка и свет испытывает дифракцию только один раз. Упрощение системы достигается за счет того, что отпадает необходимость применения многоэлементных пьезопр об|разователей в виде фазированной сту пенчатой решетки для поворота фронта акустической волны в ячейках. Акустооптическая система отклонения позволяет увеличить эффективность по свету за счет исключения многократной . дифракции света и упростить систему за счет упрощения конструкции ультразвуковых дифракционных ячеек, не требующих поворота фронта акустической волвы.

Формула нэобретеннЯ

Акустооптическая система отклонения светового луча, содержащая последовательно установленные ультразвуковые дифракционные ячейки и высокочастотный генератор, отличающаяся тем, что, с пелью увеличения эффективности системы отклонения по свету и упрощения ее, в нее дополнительно введены расщепители по поляризации, расположенные между ячейками, и коммутатор, сое диняющий высокочастотный генератор с

ячейками, причем в качестве ячеек иопользованы ан отропные ультразвуковые ячейки.

Источники информации, принятые во вгагмание при акспертвэе .

1, Мустель Е. Р., Парыг и В. Н. Методы модуляции и сканирования света. М., Наука, 197О, с, 223.

2. Watson W, Ас Пег R. Cascading Wideband Acoustooptic Defjector . IEEE Conf. Laser, Engnr. aodAopT. Washington, p. У (прототип)