CA1086846A

CA1086846A - Obturateur electro-optique ultrarapide

Info

Publication number: CA1086846A
Application number: CA295,942A
Authority: CA
Inventors: Denis Le Goff
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1977-01-31
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1980-09-30
Also published as: AU3277978A; IT1092535B; IT7819462A0; US4211474A; BE863009A; GB1582621A; AU511130B2; FR2379085A1; SE7801155L; DE2802997A1; FR2379085B1; JPS5396855A; CH617778A5

Abstract

: Obturateur électro-optique ultrarapide comprenant un cristal électro-optique rece-vant un faisceau incident et pouvant le transmettre sous l'influence d'un champ électrique une électrode étant disposée sur l'une de ses faces, un premier jointde silicium étant intercalé sur cette électrode et la divisant en deux parties, le champ électrique étant crée par une tension appliquée entre l'une des parties, de l'électrode et la face du cristal opposée à celle comportant l'électrode. L'inven-tion est mise en oeuvre dans la technique du laser.

Description

L'invention concerne un obturateur électro-optique ultrarapide, :

apte à fonctionner dans le domaine de~ pioosecondes~
.: . .
On sait qu'un obturateur électro-optique comporte un cristal éleotro~optique apte à transmettre ou à bloquer un faisceau lumineux selon qu'il est soumis ou non à un champ électrique. Un tel cristal qui met donc en oeuvre l'ePfet Pockels est associé à un moyen pouvant transmettre ou interrompre le champ électrique.
Généralement, le cristal est un niobate ou un tantalate, tandis que le moyen précédemment mentionné est un interrupteur au silicium, lequel est rendu conducteur par application d'un signal optique.
Cependant dans les obturateurs connus, on constate une rupture d'impédance à la jonction entre le silicium et le cristal, rupture due à la diPPérence entre leurs constanteq diélectriques. Il en résulte une dété-rioration du signal électrique et une perte d'énergie non négligeable.
En outre, on constate qu'il est difficile d'augmenter les dimen-sions du cristal électrique pour le rendre compatible aveo le diamètre dudlt faisceau lumineux.
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet un obturateur apte à fonctionner, de façon fiable et sans aucune perturbation, danq le domaine des picosecondes et selon un rendement énergétique élevé.
L'invention a donc pour obJet un obturateur électro-optique du type oomprenant au moins un oristal éleotro-optique recevant un faisoeau lumineux inoident et pouvant transmettre le Paisceau par applioation d'un ohamp éleotrique, caractérisé par le Pait qu'il comporte une électrode disposée sur l'une de ses faces et en contaot électrique avec oette dernière, un pr-emier ~oint conPectionné en un matériau apte à être rendu éleotroniquement conducteur, sou~ l'influence d'un rayonnement lumineux, étant intercalé sur cette électrode et la divisant en deux parties, ledit champ électrique étant créé par une tension appliquée entre l'une de~
parties de ladite éleotrode et la ~aoe du cristal opposée a celle oompor-tant l'électrode.

~'; ~ :

.~
,'.

. , ~ , , : . , , .
: .

6~

D'autre3 ca~actéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui quit donnse à titre d'exemple purement illustrati~
mai~ nullement limitatif, en réPérence à la figure annexée.
On a représenté sur la figure un cristal électro-optique 1 confectionné en niobate ou en tantalate de lithium, dont l'une des faces est recouverte d'une couche mince conductrice 2 par exemple en argent, tandis que la ~aoe opposée comporte une électrode 3 réalisée par exemple en lalton, et en contaot éleotrique avec le crlstal. Un premier joint de si-lioium 4 est intercalé sur cette électrode et divise cette dernière en deux parties 5 et 6, tandis qù'un deuxième joint de silicium 7 est disposé entre ladite partie 5 et un conducteur 8 relié à la couche conductrice 12.
Par ailleurs une tension U peut être appliquée entre la partie 5 de l'électrode 3 et la couche mince 2, un signal pouvant être recueilli entre la partie 6 de l'électrode 3 et la couche mince 2. Le Paisceau lumineux incident à moduler, notamment un faisceau laser, est schématisé en ; 9, le faisceau transmis étant repéré en 10.
Enfin la référence 11 dési~ne par exemple un générateur laser apte à émettre un rayonnement lumineux laser 12 ou 13 ~ur le~ joints 4 ; et 7 respectivement et vice-versa.
Un tel dispositif fonctionne de la ~açon suivante :
Lorsque le générateur laser 11 émet le rayonnement 12, le Joint de sili¢ium 4 assure la liaison éleqtrique entre les parties 5 et 6 de l'éleotrode 3. Le aristal 1 se trouve donc polarisé par le champ électrique ainsi créé et le faisceau 9 est transmis en 10 à travers le criQtal 1.
,l Inversement, lor~que le générateur 11 émet le rayonnement 13, le Joint de silioium 7 ooopérant avec le oonducteur 8 assure la mise en court-circuit de la partie 5 de l'électrode 3 avec la couche conductrice 2, interrompant de la sorte rapidement le champ électrique et la polarisation du cristal 1. Le ~aisceau 9 n'est donc plus transmis à traverQ le cris-tal 1.
Bien entendu les rayonnements 12 et 13 pourront être émis res-pectivement par des sources distinctes.

..
`, ' ' ' :: -~86~346 .
Le dispositi~ selon l'invention permet donc d'interrompre de ~açon ultra-rapide ou de moduler un faisceau laser, et celà dans le domaine ~;
des picosecondes.
..
En outre on voit que la constante diélectrique est la même tout au long de l'ensemble, ce qui évite toute perturbation du signal électrique ;~
et en conséquence toute perte d'énergie. De plus aucune limitation ne se trouve imposée au cristal électro-optique.
L'invention trouve des applications avantageuses dans la techni-. .
; que du laser en gé,éral.

~ ;
'~ ' `
`~
." ' ' , '" ' '"
''i', ' ,........................................................................ .
,,,', ' .
~; ,~ , . .. .
;; ' , , ; ::
. .
, ~. " . .
.. ..
,' .
: .:
., ~ . .
' ' :

.". - ~.
.'~ -.
., ' .
'`' .
., . . ~, . . '~,'. . : . .

Claims

Les formes de réalisation de l'invention pour laquelle une propriété ou un privilège exclusif est revendiqué sont définies comme suit :

1/ Obturateur électro-optique du type comprenant au moins un cristal électro-optique recevant un faisceau lumineux incident et pouvant trans-mettre le faisceau par application d'un champ électrique, caractérisé par le fait qu'il comporte une électrode disposée sur l'une de ses faces et en contact électrique avec cette dernière, un premier joint confectionné en un matériau apte à être rendu électroniquement conducteur, sous l'influence d'un rayonnement lumineux, étant intercalé sur cette électrode et la divisant en deux parties, ledit champ électrique étant créé par une tension appliquée entre l'une des parties de ladite électrode et la face du cristal opposée à celle comportant l'électrode.

2/ Obturateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un deuxième joint apte, ainsi que ledit premier joint, à être rendu électroniquement conducteur sous l'influence d'un rayonnement lumi-neux, ce joint étant intercalé entre ladite électrode et un conducteur électrique connecté à la face du cristal opposée à celle comportant l'électrode.

3/ Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractéri-sé par le fait que chaque joint est confectionné en silicium.

4/ Obturateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit cristal électro-optique est confectionné en un matériau choisi dans le groupe formé par le niobate de lithium et le tantalate de lithium.

5/ Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, carac-térisé par le fait que ledit faisceau lumineux et chaque rayonnement lumineux sont émis respectivement par des sources laser.