CS213959B1 - Akustooptioký filtr - Google Patents

Abstract

Vynález-se týká akustooptlckéhó filtru, který využívá difrakce světla na akustické vlně se současnou změnou polarizace světla v optioky anizotropním krystalu. Předmětem vynálezu je akustooptioký filtr z monokrystalu halogenidu jednomooné rtuti, k jehož prvé ploěe je připojen zdroj příčné akustické vlny, jehož podstatou je, že monokrystal je opracován tak,že jeho prvá plooha a další dvě protilehlé leštěné ploohy pro vstup a výstupy světelné vlny jsou kolmé k rovině, pootočené vůči krystalografické ploše /110/ kolem krystalografického směru 110 o úhel oo v rozmezí + 60 °,přičemž normála k prvé ploše svírá s krystalografickou osou 110 úhel β v rozmezí 0,1 0 až 15 0 a normály k leštěným ploohám pro vstup a výstupy světelnýoh svazků svírají s krystalografickou rovinou /110/ úhel i&v rozmezí 10 0 až 75 °. Akustooptioký laditelný filtr podle vynálezu je možno použít jako elektronioky řízený disperzní element v kvantové elektronioe, orientační spektrální analýze a v řadě dalších oblastí vědy a teohniky.

Description

Vynález se týká akustooptiokého filtru, který využívá difrakoe světla na akustioké vlně se současnou změnou polarizace světla v optioky anizotropním krystalu.' ' λ

Ve známýoh akustooptiokýoh filtrech se využívá difrakoe světla na akustické vlně v Optioky anizotropním prostředí. Vlnová délka světla, pro níž nastává difrakoe světla se současnou změnou jeho polarlzaoe, závisí na kmitočtu akustioké vlny známým způsobem. Akusto-optioký prvek tak působí jako optloký filtr, jehož pásmo propustnosti je možno posouvat změnou kmitočtu akustioké vlny.

Jsou známy dva typy akustooptiokýoh laditelnýoh filtrů. Jeden z niob využívá tzv, kolineární interakoe, pří níž jsou směry šíření akustioké vlny i dopadajíoíha i difraktováného světla vzájemně rovnoběžné. Tento typ filtru klade značné nárokyna optloké, elastické i akustooptioké vlastnosti krystalů a vyžaduje zpravidla použití relativně vysokýoh akustiokýoh kmitočtů, Nevýhodou Je rovněž to, že dopadajíoí i difraktované světlo se Síří v témž směru, takže k Jejioh oddělení je třeba použít polarlzátoru.

Jsou známy rovněž akustooptioké filtry, využívájíoí nekolineární akustooptioké interakoe v krystalu oxidu teluričltého (TeOg). Jeden z typů takovýoh filtrů obsahuje krystalioký výbrus, orientovaný tak, že příčná akustioké vlna se šíří ve směru (lič) se směrem kmitání £llÓj a světelná vlna se šíří v rovině (lio). Taková orientaoe výbrusu zajišťuje nízké úrovně potřebného ovládaoího vysokofrekvenčního výkonu, protože činitel akustooptioké interakoe je velmi vysoký, Mg «· 1200.10*^ s^kg“*·. Nevýhodou uvedeného akuetooptiokého filtru Je však Jeho velmi malá praoovní úhlová apertura, která činí pouhýoh 10-20 úhlovýoh minut. Tak malé rozbíhavosti nedosahují ani všechny laserové zdroje světla. ,

Jiný typ filtru obsahuje výbrus z krystalu oxidu teluričltého, orientovaný tak, že akustioké vlna se šíří ve směru, svírajíoím úhel 10 ⁰ se směrem Jlio) v rovině (1Ϊ0), v níž se šíří i světelná vlna. Směr kmitání příčná akustioké vlny je rovnoběžný se směrem JÍICl) .Taková orientaoe křystaliokého výbrusu umožňuje dosáhnout praoovní úhlové apertury dopadejíoího paprsku v rozmezí několika stupňů. Nedostatkem uvedeného akustooptiokého filtru je to, že v akustooptlokém prvku doohází k lnterakoi světlá se zvukem snižším činitelem akustooptioké interakoe, ttg 100.10 s kg , a zhoršuje se spektrální rez** lišení akustooptiokého filtru.

Společnou nevýhodou všeoh výše uvedenýoh akustooptiokýoh filtrů je omezení spektrálního rozsahu filtrovaného světla na oblast vlnovýoh délek kratšíoh než 5 ,um.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny akustooptiokým filtrem z monokrystalu halogenidu Jednomooné rtuti, k jehož prvé ploše je připojen zdroj příčné e . . . , . ^J·

..akustioké vlny podle vynálezu, jehož podstatou je, že monokrystal je opracován í tak, že/jeho prvá plooha a další dvě protilehlé leštěné ploohy pro vstup a vý• <·< V·»·

213999 stupy světelné vlny jsow kolmé k rovině, pootočené vůči krystalografické ploše (1Ϊ0) kolem krystalografického směru [lid] o úhel oo r rozmezí + 60 °, přičemž normála k prvé ploše svírá s krystalografickou osou jjLlQÍ úhel $ v rozmezí 0,1 ⁰ až 13 ⁰ a normály k leštěným ploohám pro vstup a výstupy světelnýoh svazků svírají s krystalografickou rovinou (110) úhel $ v rozmezí 10 ⁰ až 75 °.

Výhoda akustooptiokého filtru podle vynélezu spočívá zejména v tom, že dosahuje lepšího vztahu mezi potřebným ovlédaoím příkonem a praoovní úhlovou aperturou· Kromě toho, akustooptické filtry z chloridu rtuťného mohou praoovat v rozmezí vlnových délek 0,38 - 20 pum, při použití krystalu bromidu rtuťného do vlnových délek 30 pum a s krystalem jodidu rtuťného až do 40 pum.

Střední kmitočet akustioké vlny je výhodné volit tak, aby se rovnal minimálnímu kmitočtu Braggovy difrakoe světla pro danou konfiguraoi filtru. Při takové volbě uspořádání je zajištěna poměrně velká práčovní úhlová apertura akustooptiokého filtru kolem 1 ⁰ - 2 ⁰ při zachování spektrálního rozlišení kolem 1 nm.

Akustooptioký filtr podle vynélezu dosahuje vysokého činitele akustooptio—15 3 —1 ké interakoe v rozmezí 100 - 580.10 s kg . Zvětšení úhlu mezi rovinou interakce a rovinou (110) zlepšuje rozlišení akustooptiokého filtru, ale zvyšuje ovládací příkon, zatím oo zmenšení úhlu snižuje potřebný příkon za cenu poklesu rozlišení akustooptiokého filtru.

Na připojeném výkresu je schématioky znázorněno provedení akustooptiokého filtru podle vynálezu.

Přiklad provedení 1 :

Akustooptioký filtr podle vynálezu je tvořen krystalem 1 chloridu rtuťného, k jehož prvé ploše 2 Je připojen zdroj 3 příčné akustické vlny se směrem kmitání [liO}· Normála N k této prvé ploše 2 svírá s krystalografickou osou [lid) úhel $ rovnající se 0,1 °. Normály tf a N k protilehlým leštěným plochám 4, 4', pro vstup 2 ^a výstupy 2' t 2 světelného svazku svírají s plochou (110) úhel í?’ = 28 °, přičemž rovina , proložené normálami N k prvé ploše 2 a Ν', N” , k protilehlým leštěným ploohém £ a 4' je od plochy(llO) pootočená, o úhel Λ = 20 °,

Při délce zdroje akustioké vlny L 10 mm a kmitočtu akustické vlny f = 208 MHz je střední vlnová délka pásma propustnosti filtru 0,63 jim, rozlišení je 1,5 nm a praoovní úhlová apertura kolem 40'. Při výkonu akustické vlny 85 mW je optioká propustnost filtru 90 í.

Přiklad provedeni 2 :

Akustooptioký filtr podle vynálezu je tvořen krystalem chloridu rtuťného 1 , k jehož prvé ploše 2 je připojen zdroj 2 příčné akustioké vlny se směrem kmitání [ňoj . Normála Nk této ploše 2 je pootočena vůči směru [llo) o úhel (i = 3 °. Normály N* a N k protilehlým leštěným plochám 4, 4', pro vstup 2 ^a výstupy 5' a jj , světelných svazků svírají s rovinou (110) úhel'#’ = 11 °, úhel oO je roven 0,1 °.

Při déloe L = 10 mm zdroje 2 akustické vlny je filtr přeladitelný v rozsahu

0,4 ř 1 /jm při změně kmitočtu v rozmezí 50 τ 200 MHz. Šířka pésma filtru je

0,9 ř 9 nm, úhlové apertura je mezi 0,5 ⁰ a 1 °.

Potřebný ovlédaoí akustioký výkon je 86 mW.

Akustooptloký laditelný filtr podle vynélezu je možno použít Jako elektronloky řízený disperzní element v kvantové elektronioe., v astrofyzloe, orientační spektrální analýze a v řadě dalšíoh oblastí vědy a teohniky.

Claims (1)

1. Akustooptloký filtr z monokrystalu halogenidu jednomooné rtuti, k jehož prvé ploše je připojen zdroj příčné akustiokévlny, vyznačený tím, že monokrystal je opracován tak, že jeho prvá plooha (2) a další dvě protilehlé leštěné plochy (4, 4'), pro vstup (5) a výstupy (5* ,5) světelné vlny jsou kolmé k rovině (íj), pootočené vůči krystalografické ploše (llO) kolem krystalografického směru (lioj o úhel (eů) v rozmezí + 60 ⁰ , přiěemž normála (N) k prvé ploše (2) svírá s krystalografickou osou [llÓ| úhel ((i) v rozmezí 0,1 ⁰ až 15 ⁰ a normály. (N'a N) k leštěným ploohám (4, 4) pro vstup (5) a výstupy (5*, 5) světelných vln svírají s krystalografickou rovinou (110) úhel ($) v rozmezí 10 ⁰ až 75 °.