Przedmiotem wynalazku jest optoelektroniczny demodulator czestotliwosci zwlaszcza do stabilizacji czestotliwosci sygnalu lasera.W znanym demodulatorze zawierajacym dwa zwierciadla tworzace rezonator wspólogni- skowy, zmiany czestotliwosci wejsciowego sygnalu optycznego podlegaja dyskryminacji na zboczu charakterystyki transmisji rezonatora. Uzyskiwany na wyjsciu rezonatora syngnal o natezeniu proporcjonalnym, w pewnym przedziale zmian czestotliwosci, do czestotliwosci syngalu wejscio¬ wego, podlega detekcji przy uzyciu fotodetektora a nastepnie w zaleznosci od potrzeb odpowied¬ niemu wzmocnieniu.W rozwiazaniu tym nieliniowy ksztalt charakterystyki dyskryminacji powoduje powstanie duzych znieksztalcen nieliniowych demodulacji a wrazliwosc ukladu na zmiany natezenia sygnalu wejsciowego jest przyczyna powstawania dodatkowych znieksztalcen sygnalu wejsciowego.Ponadto niemoznosc uzyskania róznicowej pracy demodulatora nie pozwala na automatyczne dostrajanie sie demodulatora do czestotliwosci nosnej zródla sygnalu optycznego. Dodatkowa wada jest koniecznosc narzucenia bardzo ostrych rygorów pracy ukladu w celu zmniejszenia niepozadanego przestrajania sie demodulatora.Istota wynalazku polega na tym, ze umieszczony na drodze spolaryzowanej liniowo fali swietlnej pasywny rezonator wspólogniskowy ma umieszczony pomiedzy zwierciadlami sfery¬ cznymi element wykazujacy efekt dwójlomnosci, korzystnie modulator elektrooptyczny zawiera¬ jacy krysztal elektrooptyczny o odpowiednim cieciu i konfiguracji, rozsczczepiajacy trasmitowane swiato na dwie ortogonalnie spolaryzowane wiazki o róznych dlugosciach dróg optycznych, za którymi umieszczony jest pryzmat Wollastona rozdzielajacy przestrzennie obie wiazki kierowane do dwóch fotodetektorów dolaczonych do elektronicznego ukladu demodulatora.Zgodnie z wynalazkiem wyjscia obu fotodetektorów dolaczone sa do wejsc bloku róznicy i jednoczesnie do wejsc bloku sumy, któych wyjscia dolaczone sa do wejsc bloku dzielelenia przy czym wyjscie bloku dzielenia i wyjscie bloku róznicy stanowia wyjscia ukladu elektronicznego.Wedlug wynalazku wyjscie kazdego fotodetektora jest dolaczone do wejscia odpo* iadajacego mu przetwornika sygnalu stalego na zmienny, gdzie do pozostalych wejsc obu przetworników125 565 dolaczone jest wyjscie generatora sygnalów kluczujacych, do jednego bezposrednio, a do drugiego poprzez przesuwnik fazy. Wyjscia obu przetworników polaczone sa z wejsciami wzmacniacza róznicowego, którego wyjscie dolaczone jest jednoczesnie do wejsc dwóch równoleglych detekto¬ rów fazoczulych, korzystnie analaogowych ukladów mnozacych, przy czym ich inne wejscia poprzez przesuwnik fazy dolaczone sa do wyjscia generatora sygnalów kluczujacych. Wyjscie detektora, na którym sygnal jest proporcjonalny do skladowej sredniej róznicy wzmacnianych przebiegów jest polaczone z jednym z wejsc bloku dzielenia i wyjscie detektora, na którym sygnal jest proporcjonalny do skladowej sredniej sumy wzmacnianych przebiegów, dolaczone poprzez filtr do wzmacniacza róznicowego, jest polaczone z drugim wejsciem bloku dzielenia, na wyjsciu którego sygnal jest zalezny tylko od zmian czestotliwosci wejsciowego sygnalu optycznego.Rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia prace na zboczach dwu charakterystyk dyskrymi¬ nacji oraz umozliwa latwa zmiane czulosci dyskryminacji przez zmiane napiecia polaryzujacego krysztal modulatora. Zastosowany uklad elektroniczny pozwala na znaczne zmniejszenie wrazli¬ wosci demudolatora na zmiany natezenia wejsciowego sygnalu optycznego. Ponadto w ukladzie uzyskuje sie sygnal bedacy miara odstrojenia wypadkowej charakterystyki dyskryminacji demodu¬ latora od czestotliwosci nosnej promieniowania wejsciowego, który moze byc wykorzystany w odpowieniej petli sprzezenia zwrotnego do dostrojenia demodulatora do czestotliwosci nosnej co pozwala na znaczne zlagodzenie wymagan stawianych rozwiazaniu konstrukcyjnemu i warunkom pracy urzadzenia.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w ujeciu schmatycznym czesc optyczna demodulatora, a fig. 2 przedstawia schemat funkcjonalny ukladu elektronicznego demodulatora, fig. 3 schemat blokowy alternatywy ukladu elektronicznego demodulatora.Zasadniczym elementem ukladu optycznego demodulatora jest pasywny rezonator wspólog- niskowy skladajacy sie ze zwierciadel sferycznych Zl, Z2 z umieszczonym wewnatrz modulatorem elektooptycznym M zawierajacym krysztal elektrooptyczny o odpowiednim cieciu i konfiguracji, wykazujacym efekt dwójlomnosci naturalnej lub wymuszonej. Wlasnie dzieki zjawisku dwójlo- mnosci zapewnianej przez modulator M nastepuje w rezonatorze rozszczepienie transmitowanego swiatla na dwie ortogonalnie spolaryzowane wiazki o róznych dlugosciach dróg optycznych. W rezultacie uzyskuje sie rezonator o dwu charakterystykach transmisji, rozsunietych wzgledem siebie o przedzialczestotliwosci proporcjonalny do napiecia Upolaryzujacego krysztal modulatora M. Po przestrzennym rozdzieleniu wiazek na wyjsciu rezonatora za pomoca pryzmatu Wollastona PW, nastepuje detekcja sygnalów optycznych przy uzyciu fotodetektorów FD1 i FD2.Aby w rezonatorze mogly propagowac dwie fale o jednakowych natezeniach, fala wejsciowa musi byc spolaryzowana pod katem tt/4 do kierunku polaryzacji fal, które moga propagowac w krysztale modulatora M. Polaryzacje taka realizuje sie przez umieszczenie przed rezonatorem polaryzatora liniowego P lub zastosowanie lasera posiadajacego okienka Brewstera. W tym przypadku fala swietlna jest spolaryzowana liniowo i wymaga tylko odpowiedniego zorientowania w stosunku do krysztalu.Uklad elektroniczny demodulatora realizuje funkcje róznicy, sumy i dzielenia przebiegów elektrycznych ii/t/, i2/t/ powstalych z procesu detekcji wyjsciowych sygnalów optycznych za pomoca fotodetektorów FD1, FD2. Wyjscia fotodetektorów FD1, FD2 dolaczone sa do wejsc bloku róznicy BL1 i jednoczesnie do wejsc bloku sumy BL2, których wyjscia dolaczone sa do wejsc bloku dzielenia BL3. Wyjscie WY1 bloku dzielenia BL3 i wyjscie WY2 bloku róznicy stanowia wyjscia ukladu elektronicznego.Wartosci pradów ii/t/, 12/t/ sa wprost proporcjonalne do natezenia promieniowania sygna¬ lów optycznych pochodzacych z dyskryminacji czestotliwosci wejsciowego sygnalu optycznego na zboczach dwu rozsunietych odpowiednio charakterystyk rezonatora.W przypadku gdy prady i i/t/, \i/\/ sa zbyt male do bezposredniej realizacji tych trzech funkcji obróbka elektroniczna realizowana jest przez uklad przedstawiony na fig. 3. Sygnaly wyjsciowe ii/t/, i2/t/ fotodetektorów FD1, FD2 sa poddawane przetwarzaniu na przebiegi zmienne w125 565 3 przetwornikach UP1, UP2.Dzieki przesunieciu fazowemu sygnalów kluczujacych, pochodzacych z generatora G o n/2 realizowanemu przez przesuwnik fazy PI, przebiegi wyjsciowe przetworników UP1, UP2 sa ortogonalne i podlegaja identycznemu wzmocnieniu we wspólnym torze wzmacniacza róznicowego WR.Po wzomcnieniu sygnal wyjsciowy wzmacniacza róznicowego WR podawany jest na wejscia dwóch równoleglych detektrorów fazoczulych, korzystnie analogowych ukladów mnozacych DF1, DF2. Sygnaly odniesienia obu detektorów DF1, DF2 sa ortogonalne i przesuniete odpowiednio o + 7r/4 i -7r/4 w stosunku do sygnalu z generatora G. Przesuniecia fazowe sygnalów odniesienia sa realizowane przez przesuwniki fazy P2, i P3. Na wyjsciach detektorów DF1, DF2 uzyskuje sie przebiegi proporcjonalne do róznicy i sumy przebiegów wejsciowych ukladu elektronicznego.Po procesie dzielenia realizowanym przez blok dzielenia UD otrzymuje sie syngal na wyjsciu WY1 bedacy funkcja tylko zmian czestotliwosci wejsciowego sygnalu optycznego niezaleznie od zmian jego natezenia promieniowania. Przez identyczne wzmacnianie sygnalów we wspólnym torze wzmacniacza WR uzyskuje sie znaczne zwiekszenie czulosci detekcji co pozwla na znaczne zwiekszenie czulosci detekcji co pozwala na prace przy wielokrotnie mniejszych mocach sygnalu optycznego. Poza tym sygnal wyjsciowy z detektora fazoczulego DF2 po przejsciu przez filtr F jest proporcjonalny do skladowej sredniej sumy obu wzmacnianych przebiegów i moze byc wykorzy¬ stywany jako sygnal automatycznej regulacji wzmocnienia — sygnal ARW — do stabilizacji sredniego poziomu przebiegu wyjsciowego wzmacniacza WR, co korzystnie wplywa na dokladnosc procesu dzielenia przez blok UD.Skladowa srednia róznicy wzmacnianych przebiegów na wyjsciu WY2 detekotora fazoczulego FD1 jest proporcjonalna do róznicy miedzy srednia czestotliwoscia wejsciowego sygnalu opty¬ cznego i srdnia czestotliwoscia wypadkowej charakterystyki dyskryminacji demodulatora. Sygnal skladowej sredniej jest wiec miara odstrojenia modulatora M od sredniej — nosnej — czestotli¬ wosci promieniowania optycznego i moze byc wykorzystywany, w odpowiedniej petli sprezenia zwrotnego, do dostrojenia demodulatora do czestotliwosci nosnej zródla promieniowania — lasera.Zastrzezenia patentowe 1. Optoelektroniczny demodulator czestotliwosci zawierajcy rezonator wspólogniskowy oraz fotodetektory, znamienny tym, ze umieszczony na drodze spolaryzowanej liniowo fali swietlnej pasywny rezonator wspólogniskowy ma umieszczony pomiedzy zwierciadlami sferycznym (Zl, Z2) element wykazujacy efekt dwójlomnosci, korzystnie modulator elektrooptyczny (M) zawierajacy krysztal elektrooptyczny o odpowiednim cieciu i konfiguracji, rozszczepiajacy transmitowane swiatlo na dwie ortogonalnie spolaryzowane wiazki o róznych dlugosciach dróg optycznych, na którym umieszczony jest pryzmat Wollastona (PW) rozdzielajacy przestrzennie obie wiazki kiero¬ wane do dwóch fotodetektorów FD1, FD2) dolaczonych do elektronicznego ukladu demodulatora. 2. Demodulator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyjscia obu fotodektorów (FD1, FD2) dolaczone sa do wejsc bloku róznicy (BL1) i jednoczesnie do wejsc bloku sumy (BL2), których wyjscia dolaczone sa do wejsc bloku dzielnika (BL3) przy czym wyjscie bloku dzielenia (BL3) i wyjscie bloku róznicy (BL1) stanowia wyjscia ukladu elektronicznego. 3. Demodulator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyjscie kazdego fotodetektora (FD1, FD2) dolaczone jest do wejscia odpowiadajacego mu prztwornika sygnalu stalego na zmienny (UP1, UP2), gdzie do pozostalych wejsc obu prztworników (UP1, UP2) dolaczone jest wyjscie generatora (G) sygnalów kluczujacych, do jednego bezposrednio, a do drugiego poprzez przesuw¬ nik fazy (PI), zas wyjscia obu ptr^etworników (UP1, UP2) polaczone sa z wejsciami wzmacniacza róznicowego (WR), którego wyjscie dolaczone jest jednoczesnie do wejsc dwóch równoleglych detektorów fazoczulych (DF1, DF2), korzystnie analogowych ukladów mnozacych, przy czym ich inne wejscia poprzez przesuwniki fazy (P2, P3) dolaczone sa do wyjscia generatora (G) sygnalów kluczujacych, a wyjscie (WY2) detektora (FD1), na którym sygnaljest proporcjonalny do sklado-4 125 565 wej sredniej róznicy wzmacnianych przebiegów jest polaczone z jednym z wejsc bloku dzielnika (UD) i wyjscie detektora (FD2), na którym sygnaljest proporcjonalny do skladowej sredniej sumy wzmacnianych przebiegów, dolaczone poprzez filtr (F) do wzmacniacza róznicowego, jest pola¬ czone z drugim wejsciem bloku dzielenia (UD), na wyjsciu (WY1) którego sygnal jest zalezny tylko od zmian czestotliwosci wejsciowego sygnalu optycznego. ^z PW FD1 XZ.Hi FD1 %i wy2 WY1 fi9.2125 565 FM UP1 ¦CIO^H UD wz mi f PL