PL97312B1 - Uklad elektrooptyczny zwlaszcza do ultraszybkiej migawki swietlnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad elektrooptyczny zwlaszcza do ultraszybkiej migawki swietlnej, zawie¬ rajacy krysztal, którego dwójlomnosc wymuszana jest przylozonym polem elektrycznym, znany pod nazwa komórki Pockelsa.

Pole elektryczne powoduje zmiane stanu polaryzacji przechodzacego przez komórke promieniowania swietlnego, dzieki czemu znajduje ona zastosowanie w ukladach optycznych, takich jak modulator swiatla, migawka swietlna lub przelacznik dobroci komory rezonansowej lasera impulsowego. Rozwój techniki gene¬ racji krótkotrwalych pojedynczych impulsów swietlnych o czasie trwania rzedu jednej nanosekundy wiaze sie z zastosowaniem ultraszybkiej migawki elektrooptycznej.

Znana jest konstrukcja komórki Pockelsa z patentu francuskiego nr 1578801, skladajaca sie z dwóch krysztalów elektrooptycznych rozmieszczonych symetrycznie wzgledem elektrody srodkowej i docisnietych do niej dwiema elektrodami bocznymi, obudowy wykonanej z izolatora oraz dwóch zlacz wspólosiowych.

Do elektrody srodkowej, doprowadzone jest napiecie sterujace z przewodu wewnetrznego jednego ze zlacz wspólosiowych, natomiast dwie elektrody boczne polaczone sa z obudowa zlacza wspólosiowego. Konstrukcja ta charakteryzuje sie mala wartoscia indukcyjnosci rozproszonej i dobrym dopasowaniem impedancji komórki do linii wspólosiowej, jest jednak wrazliwa na przebicie wysokiego napiecia wzdluz powierzchni krysztalu, laczacej plaszczyzny elektrod. Zastosowanie dwu krysztalów zamiast jednego utrudnia dzialanie lasera w przy¬ padku zastosowania komórki jako migawki wewnetrznej umieszczonej wewnatrz komory rezonansowej lasera.

Inne rozwiazanie znane jest z patentu amerykanskiego nr 3659917, gdzie opisana jest komórka Pockelsa, zawierajaca krysztal elektrooptyczny, umieszczony w obudowie izolacyjnej, wypelnionej cieklym dielektry¬ kiem. Dwie elektrody sa docisniete do przeciwleglych scian krysztalu i kazda z nich laczy sie z odcinkiem przewodnika elektrycznego, sluzacego do doprowadzenia napiecia. Uklad konstrukcyjny jest symetryczny wzgledem plaszczyzny przechodzacej przez srodek komórki i prostopadlej do jej osi. Takakonstrukcja komórki Pockelsa jest odporna na przebicie powierzchniowe lecz ma symetryczne doprowadzenia napiecia do elektrod,2 97 312 co przy nasilaniu linia wspólosiowa powoduje wzrost indukcyjnosci rozproszonej i nieprzydatnosc do przenosze¬ nia ultraszybkich impulsów napieciowych.

W znanych rozwiazaniach komórek Pockelsa brak jest takich, które by jednoczesnie umozliwialy sterowa¬ nie wysokim napieciem - dwa razy wiekszym od napiecia otwarcia komórki, oraz charakteryzowaly sie mala indukcyjnoscia rozproszona doprowadzen.

Celem wynalazku jest konstrukcja ukladu elektrooptycznego do stosowania zwlaszcza w ultraszybkiej migawce elektrooptycznej, a wiec takiej, która laczylaby wysoka wytrzymalosc elektryczna z mozliwie bez- lndukcyjnym doprowadzeniem.

Uklad elektrooptyczny wedlug wynalazku zawiera krysztal elektrooptyczny w ksztalcie walca lub prosto¬ padloscianu o podstawach prostopadlych do jego osi optycznej, umieszczony w hermetycznej obudowie meta- lowej. Jednorodne pole elektryczne wprowadzone jest do krysztalu poprzez elektrody, docisniete do jego podstaw. Okragle otwory w elektrodach umozliwiaja przenikanie swiatla przez krysztal. Jedna z elektrod po¬ laczona jest z wysokim napieciem doprowadzonym krótkim przewodem z gniazda wspólosiowego umocowanego w scianie bocznej obudowy komórki, natomiast druga elektroda jest polaczona galwanicznie z obudowa komórki.

Na obu scianach czolowych obudowy komórki umieszczone sa szklane okienka, które umozliwiaja przenikanie swiatla poprzez krysztal. Wnetrze obudowy jest cale wypelnione cieklym dielektrykiem o duzej wytrzymalosci elektrycznej i przezroczystosci w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, który jest ponadto ciecza imersyj- na. Izolator zlacza wspólosiowego jest caly zanurzony w cieklymdielektryku. < Uklad wedlug wynalazku umozliwia przejscie ze wspólosiowej linii zasilania na symetryczna konfiguracje elektrod w komórce o jednym krysztale. Ma to znaczenie w przypadku migawki elektrooptycznej umieszczonej wewnatrz komory laserowej, gdzie komórka o dwóch krysztalach moglaby wplynac niekorzystnie na dzialanie lasera. Dzieki temu, ze dielektryk oplywa powierzchnie boczna krysztalu i izolator zlacza wspólosiowego, uklad elektrooptyczny wedlug wynalazku charakteryzuje sie wysoka wytrzymaloscia elektryczna. Umozliwia to stosowanie go nie tylko, jako klasycznej migawki elektrooptycznej, otwieranej w czasie trwania sterujacego ja impulsu napiecia, lecz równiezjako ultraszybkiej migawki otwieranej w czasie narastania dlugotrwalego impul¬ su napiecia o dwukrotnie wiekszej amplitudzie. Dzieki zastosowaniu krótkich doprowadzen napiecia do elektro¬ dy oraz odpowiedniemu uksztaltowaniu wnetrza obudowy, rozwiazanie wedlug wynalazku cliarakteryzuje sie minimalnymi wartosciami indukcyjnosci wlasnej, dzieki czemu wnoszone przez nia znieksztalcenia bardzo szybko narastajacych impulsów napiecia sa minimalne.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku w przekroju osiowym.

Krysztal 1 elektrooptyczny w ksztalcie walca umieszczony jest w hermetycznym korpusie metalowym sklada¬ jacym sie z obudowy 2 i pokrywy 3. Dwie pierscieniowe elektrody 4 i 5 z miekkiego metalu docisniete sa do scian czolowych krysztalu i wraz z nim do wewnetrznej sciany obudowy, za pomoca wykonanej z dielektryka prowadnicy 7. Elektroda 5 polaczona jest galwanicznie z przewodem centralnym gniazda wspólosiowego 6.

Wnetrze obudowy wypelnione jest calkowicie ciecza, która oplywa izolator gniazda wspólosiowego 6 oraz krysztal 1 ze wszystkich stron poza pierscieniowymi fragmentami scian czolowych, zaslonietymi przez elektro¬ dy. Ciecz doplywa do obszaru w sasiedztwie elektrody 4 przez otwory 8 we wnetrzu obudowy.

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad elektrooptyczny zwlaszcza do ultraszybkiej migawki swietlnej, zawierajacy krysztal elektrooptyczny w ksztalcie walca lub prostopadloscianu z dwiema elektrodami, obudowe hermetyczna wypel¬ niona cieklym dielektrykiem oraz zlacze wspólosiowe, znamienny t y m, ze do elektrody (5) dolaczone jest napiecie sterujace natomiast elektroda (4) jest polaczona galwanicznie z obudowa (2) przewodzaca prad elektryczny. 2, Uklad elektrooptyczny wedlug zastrz, 1, znamienny t y m, ze zlacze wspólosiowe (6) ma izo¬ lator zanurzony w cieklym dielektryku.97 312 \