RU155381U1

RU155381U1 - DEVICE FOR GENERATION OF POLYCHROMATIC OPTICAL VORTEX

Info

Publication number: RU155381U1
Application number: RU2015111883/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Воляр; Юрий Александрович Егоров; Виктор Леонидович Коноваленко; Алексей Олегович Зиновьев
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-10-10

Abstract

Устройство для генерации полихроматического оптического вихря, включающее источник света и оптическое волокно, отличающееся тем, что дополнительно содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси первую собирающую линзу, расположенную между источником света и маломодовым оптическим волокном, микрообъектив, коническую линзу, поляризатор, вторую и третью собирающие линзы, между которыми расположены поляризатор и четвертьволновая пластина, кристалл LiNiTiO, проекционную линзу, второй поляризатор, вторую четвертьволновую пластину и регистратор.A device for generating a polychromatic optical vortex, comprising a light source and an optical fiber, characterized in that it further comprises a first collecting lens located in series between the light source and the low-mode optical fiber, a micro lens, a conical lens, a polarizer, a second and third collecting lens between which there is a polarizer and a quarter-wave plate, a LiNiTiO crystal, a projection lens, a second polarizer, a second quarter-wave square Inu and the registrar.

Description

Техническое решение для создания полихроматического оптического вихря в свободном пространстве, относится к сингулярной оптике. Устройство может быть использован в линиях оптической связи.The technical solution for creating a polychromatic optical vortex in free space relates to singular optics. The device can be used in optical communication lines.

В качестве прототипа выбрано устройство для узкочастотной конвертации и фильтрации оптических вихрей (UA 37218 U МПК (2006) G02F 1/01), который состоит из оптического волокна, источника излучения, отражательной системы.As a prototype, a device for narrow-frequency conversion and filtering of optical vortices (UA 37218 U IPC (2006) G02F 1/01), which consists of an optical fiber, a radiation source, a reflective system, was selected.

Недостатком такого устройства с точки зрения создания полихроматического оптического вихря является использование сильно скрученного слабонаправленного волокна с эллиптическим профилем поперечного сечения и наличие отражающей системы, которая ухудшает качество выходящего сигнала.The disadvantage of this device from the point of view of creating a polychromatic optical vortex is the use of a strongly twisted weakly directed fiber with an elliptical cross-sectional profile and the presence of a reflective system that degrades the quality of the output signal.

Задачей технического решения является усовершенствование устройства для генерации полихроматического оптического вихря путем создания циркулярно поляризованного луча, включающего оптический вихрь, что обеспечивает повышение качества выходного сигнала.The objective of the technical solution is to improve the device for generating a polychromatic optical vortex by creating a circularly polarized beam, including an optical vortex, which improves the quality of the output signal.

Сущность решения технической задачи заключается в том, что устройство для генерации полихроматического оптического вихря, включающем источник света и оптическое волокно, дополнительно содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси первую собирающую линзу, расположенную между источником света и оптическим волокном, микрообъектив, коническую линзу, поляризатор, вторую и третью собирающие линзы, между которыми расположены поляризатор и четвертьволновая пластина, кристалл LiNiTiO₃, проекционную линзу, второй поляризатор, вторую четвертьволновую пластину и регистратор. Устройство позволяет генерировать полихроматический оптический вихрь с помощью оптического волокна и кристалла LiNiTiO3 в свободной среде.The essence of solving the technical problem lies in the fact that the device for generating a polychromatic optical vortex, including a light source and an optical fiber, further comprises a first collecting lens located in series between the light source and the optical fiber, a micro lens, a conical lens, a polarizer, and a second and a third collecting lens, between which there is a polarizer and a quarter-wave plate, a LiNiTiO ₃ crystal, a projection lens, a second polarizer, second I dig a quarter-wave plate and a recorder. The device allows the generation of a polychromatic optical vortex using an optical fiber and a LiNiTiO3 crystal in a free medium.

Устройство содержит (фиг. 1) источник света (1), последовательно расположенные по ходу луча первую собирающую линзу (2), оптическое волокно (3), микрообъектив (4), коническую линзу (5), вторую и третью собирающие линзы (6, 7), между ними расположены поляризатор (8) и первая четвертьволновая пластина (9), кристалл LiNiTiO3 (10), проекционную линзу (11), вторую четвертьволновую пластину (12), поляризатор (13), и регистратор (14).The device contains (Fig. 1) a light source (1), a first collecting lens (2), an optical fiber (3), a micro lens (4), a conical lens (5), a second and third collecting lens (6, 7), between them there is a polarizer (8) and a first quarter-wave plate (9), a LiNiTiO3 crystal (10), a projection lens (11), a second quarter-wave plate (12), a polarizer (13), and a recorder (14).

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Полихроматический луч из источника (1) направляется на собирающую линзу (2), где фокусируется и нормально направляется к входному торцу оптического волокна (3), в волокне преобразуется в когерентный свет, далее луч падает на микрообъектив (4), который преобразует его в параллельный луч, падающий на коническую линзу (5). Луч после конической линзы (5) преобразуется в параллельный луч и с помощью линзы (6) проходит через поляризатор (8) и четвертьволновую пластину (9), таким образом уже циркулярно поляризованный луч фокусируется на кристалле (10) линзой (7), направляется на проекционную линзу (11), вторую четвертьволновую пластину (12) и второй поляризатор (13) и регистрируется регистратором (14). На регистраторе (14) получаем полихроматический вихрь с зарядом l=1.The polychromatic beam from the source (1) is directed to a collecting lens (2), where it is focused and normally directed to the input end of the optical fiber (3), is converted into coherent light in the fiber, then the beam is incident on a micro lens (4), which converts it into parallel a beam incident on a conical lens (5). The beam after the conical lens (5) is converted into a parallel beam and through the lens (6) passes through the polarizer (8) and the quarter-wave plate (9), thus the circularly polarized beam is focused on the crystal (10) by the lens (7), is directed to a projection lens (11), a second quarter-wave plate (12) and a second polarizer (13) and is recorded by a recorder (14). On the recorder (14) we obtain a polychromatic vortex with a charge l = 1.

С помощью четвертьволновой пластины (8) излучение преобразуется в циркулярно поляризованный луч. После прохождения через кристалл (10), луч будет включать в себя оптический вихрь, описывающийся суперпозицией обычного и необычного линейно поляризованных лучей, которые имеют вид:Using a quarter-wave plate (8), the radiation is converted into a circularly polarized beam. After passing through the crystal (10), the beam will include an optical vortex, described by a superposition of ordinary and unusual linearly polarized rays, which have the form:

Компоненты выходящего из кристалла луча, который имеет циркулярную поляризацию, можно записать так:The components of a beam emerging from a crystal that has circular polarization can be written as follows:

Пример.Example.

В устройстве используются оптическое маломодовое волокно длиной 3 метра, источник света - ксеноновая лампа ДКсШ180.The device uses an optical low-mode fiber 3 meters long, the light source is a DKsSh180 xenon lamp.

Устройство позволяет генерировать полихроматический оптический вихрь с помощью оптического волокна и кристалла LiNiTiO3 в свободной среде и обеспечивает повышение качества выходящего сигнала.The device allows the generation of a polychromatic optical vortex using an optical fiber and a LiNiTiO3 crystal in a free medium and provides an increase in the quality of the output signal.

Claims

A device for generating a polychromatic optical vortex, comprising a light source and an optical fiber, characterized in that it further comprises a first collecting lens located in series between the light source and the low-mode optical fiber, a micro lens, a conical lens, a polarizer, a second and third collecting lens between which there is a polarizer and a quarter-wave plate, a LiNiTiO ₃ crystal, a projection lens, a second polarizer, a second quarter-wave plate stina and the registrar.