RU193853U1 - Дифракционный фазово-амплитудный фильтр - Google Patents
Дифракционный фазово-амплитудный фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU193853U1 RU193853U1 RU2019128873U RU2019128873U RU193853U1 RU 193853 U1 RU193853 U1 RU 193853U1 RU 2019128873 U RU2019128873 U RU 2019128873U RU 2019128873 U RU2019128873 U RU 2019128873U RU 193853 U1 RU193853 U1 RU 193853U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- light beam
- diffraction
- representing
- optical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/127—Adaptive control of the scanning light beam, e.g. using the feedback from one or more detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к системам связи и передачи информации и может быть использована в радиофотонных и оптических системах связи. Техническим результатом является формирование оптических пучков с заданным, уникальным орбитально-угловым моментом, а также обеспечивающим формирование пучка с сохраняющимися свойствами, в частности, с сохраняющейся поляризацией при распространении данного пучка в средах с искажениями. В заявленном фильре тонкая пластинка, на поверхность которой нанесен микрорельеф в виде дифракционной решетки, определяющий смещение фазы в каждой элементарной области светового пучка, выполнен исходя из соотношения для собственных векторовматрицы фазы А с собственными (n-ми) значениями Λ:представляющего функцию фазы биспинора, который характеризует оптический пучок как элемент с определенным квантовым состоянием. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к системам связи и передачи информации и может быть использована в радиофотонных и оптических системах связи.
Известно устройство формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка (патент RU 2565354, G02B 27/09, 20.10.2015), включающее последовательно расположенные по ходу распространения лазерного пучка прозрачный оптический элемент, по световой апертуре которого распределены элементы, изменяющие параметры проходящего через них лазерного излучения, фильтр пространственных частот, ретранслятор изображения. Элементы, распределенные по световой апертуре прозрачного оптического элемента, выполнены в форме сплошных, прямых, параллельных друг другу линий одинаковой ширины.
Недостатком аналога является ограничение по функциональному формированию светового пучка, в частности устройство не позволяет задавать орбитально-угловой момент оптического излучения а также не формирует пучок с сохраняющимися параметрами, например, сохраняющейся поляризацией.
Известен дифракционный оптический элемент для формирования нерасходящегося светового пятна при плоской поляризации падающего излучения (патент RU 2458372, G02B 27/42, 10.08.2012), представляющий собой тонкую пластинку, на одну из поверхностей которой нанесен микрорельеф в виде круговой дифракционной решетки с прямоугольным профилем и периодом, близким к длине волны, выполнен из двух секций, расположенных по разные стороны от линии диаметра, перпендикулярной плоскости поляризации, причем кольцевые зоны в одной секции имеют сдвиг на половину периода круговой решетки по отношению к кольцевым зонам в другой секции.
Недостатком аналога является невозможность формирования пучка с заданным орбитально-угловым моментом, а также и пучка с сохраняющимися параметрами, например, с сохраняющейся поляризацией.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство, реализующее дифракционное профилирование распределения интенсивности частично пространственно когерентного светового пучка (заявка RU 2004104322, G02B 1/00, 10.03.2005), основанное на управлении распределением интенсивности частично пространственно когерентного поля оптического излучения на конечном расстоянии от его источника или в дальней зоне с использованием оптического элемента, установленного в указанном поле. Используемый для управления элемент выполнен дифракционным и периодическим в одном или в двух направлениях, ортогональных по отношению к направлению распространения падающего на него оптического излучения. При этом оптический элемент по изобретению выполнен с возможностью профилирования распределения интенсивности многомодовых пучков, формируемых лазерами, светодиодами или оптическими волокнами, в плоскости, перпендикулярной указанному направлению распространения.
Недостатком прототипа является ограничение по функциональному формированию светового пучка, в частности невозможность формирования пучка с заданным орбитально-угловым моментом, а также и пучка с сохраняющимися параметрами, например, с сохраняющейся поляризацией.
Задачей полезной модели является повышение информационной защищенности и информационной емкости оптических каналов.
Техническим результатом является формирование оптических пучков с заданным (уникальным) орбитально-угловым моментом, а также с орбитально-угловым моментом, обеспечивающим формирование пучка с сохраняющимися свойствами, в частности, с сохраняющейся поляризацией при распространении данного пучка в средах с искажениями.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в дифракционном фазово-амплитудном фильтре, содержащем тонкую пластинку, на поверхность которой нанесен микрорельеф в виде дифракционной решетки, согласно полезной модели профиль микрорельефа, определяющий смещение фазы в каждой элементарной области светового пучка, выполнен исходя из соотношения для собственных векторов матрицы фазы А с собственными (n-ми) значениями
представляющего функцию фазы биспинора, который характеризует оптический пучок как элемент с определенным квантовым состоянием, описываемым гамильтонианом учитывающим свойства канала передачи, причем результат коммутирования гамильтониана равен нулю как с оператором , представляющим проекцию спина на ось z - направление распространения светового пучка, так и с оператором Mz, представляющим проекцию углового момента на ось z:
где - матрица унитарного преобразования, учитывающего свойства канала, через который передается световой пучок.
Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен дифракционный фазово-амплитудный фильтр с микрорельефом, определяющим смещение фазы в каждой элементарной области светового пучка, полученный в результате компьютерного моделирования по (*). На фиг. 2 изображены амплитудное и фазовое распределения оптического сигнала (светового пучка), сформированного фазово-амплитудным фильтром, представленным на фиг. 1, также полученные в результате компьютерного моделирования.
Дифракционный фазово-амплитудный фильтр представляет собой тонкую пластинку 1, на поверхность которой нанесен микрорельеф 2 в виде дифракционной решетки (фиг. 1), причем профиль микрорельефа, определяющий смещение фазы в каждой элементарной области светового пучка, выполнен исходя из соотношения (*). Величина смещения фазы на фиг. 1 представлена тоном: 0° - черный тон и 180° - белый тон. Вся структура фазово-амплитудного фильтра выполнена по технологии изготовления печатных плат и рассчитана на функционирование для оптических длин волн в диапазоне 1540-1560 нм.
Дифракционный фазово-амплитудный фильтр для формирования сигнала с орбитально-угловым моментом, сохраняющим поляризацию, работает следующим образом: световой пучок с гауссовским фазово-амплитудным распределением подается перпендикулярно и соосно плоскости дифракционного фильтра. Для каждой элементарной области подаваемого светового пучка происходит изменение фазы его излучения в соответствии с профилем микрорельефа, полученного из соотношения (*). На выходе фазово-амплитудного фильтра световой пучок оказывается сформированным в виде композиции двух орбитально-угловых моментов (фиг. 2) с встречным вращением и с порядками и (определяющими количество поворотов фазы при прохождении длины, равной длине волны излучения) соответственно. Указанная вихревая композиция обладает свойством сохранения поляризации излучения ввиду того, что соотношение (*), заложенное в основу расчета параметров микрорельефа предполагает подбор (нахождение) параметров пучка (квантового состояния), обеспечивающего равенство нулю результата коммутирования гамильтониана данного квантового состояния учитывающего свойства канала передачи, как с оператором проекции спина на ось z (направление распространения светового пучка), так и с оператором Mz проекции углового момента на ось z. Иными словами сформированный пучок, распространяющийся в канале с известными свойствами, является устойчивым к искажениям, а значит - обладает свойством сохранения параметров (в частности, поляризации) и, соответственно, обеспечивает информационную защищенность канала.
Поскольку сказанное выше справедливо для произвольного порядка , то в информационном канале можно передавать несколько (с разными порядками ) таких вихревых композиций, что и обеспечит многоканальное уплотнение световых пучков, а значит - расширение информационной емкости канала.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет выполнить дифракционный фазово-амплитудный фильтр, обеспечивающий формирование светового пучка (сигнала) с орбитально-угловым моментом, сохраняющим поляризацию излучения за счет того, что световой пучок формируется исходя из параметров канала, а значит - оказывается устойчивым к действующим в канале искажающим факторам.
Claims (5)
- Дифракционный фазово-амплитудный фильтр для дифракционного профилирования распределения интенсивности частично пространственно когерентного светового пучка, содержащий тонкую пластинку, на поверхность которой нанесен микрорельеф в виде дифракционной решетки, отличающийся тем, что профиль микрорельефа, определяющий смещение фазы в каждой элементарной области светового пучка, выполнен исходя из соотношения для собственных векторов матрицы фазы А с собственными (n-ми) значениями Λn:
- представляющего функцию фазы биспинора, который характеризует оптический пучок как элемент с определенным квантовым состоянием, описываемым гамильтонианом учитывающим свойства канала передачи, причем результат коммутирования гамильтониана равен нулю как с оператором , представляющим проекцию спина на ось z - направление распространения светового пучка, так и с оператором Mz, представляющим проекцию углового момента на ось z:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128873U RU193853U1 (ru) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Дифракционный фазово-амплитудный фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128873U RU193853U1 (ru) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Дифракционный фазово-амплитудный фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193853U1 true RU193853U1 (ru) | 2019-11-19 |
Family
ID=68580369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128873U RU193853U1 (ru) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Дифракционный фазово-амплитудный фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193853U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5859720A (en) * | 1996-05-10 | 1999-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanniing optical apparatus |
US5982806A (en) * | 1996-05-10 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corporation | Laser beam converter for converting a laser beam with a single high-order transverse mode into a laser beam with a desired intensity distribution and laser resonator for producing a laser beam with a single high-order transverse mode |
RU2343516C2 (ru) * | 2001-07-16 | 2009-01-10 | Ой Модинес Лтд | Дифракционное профилирование распределения интенсивности частично пространственно когерентного светового пучка |
RU2458372C1 (ru) * | 2010-11-25 | 2012-08-10 | Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Дифракционный оптический элемент для формирования нерасходящегося светового пятна при плоской поляризации падающего излучения |
RU2565354C1 (ru) * | 2014-07-29 | 2015-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Устройство формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка |
-
2019
- 2019-09-12 RU RU2019128873U patent/RU193853U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5859720A (en) * | 1996-05-10 | 1999-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanniing optical apparatus |
US5982806A (en) * | 1996-05-10 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corporation | Laser beam converter for converting a laser beam with a single high-order transverse mode into a laser beam with a desired intensity distribution and laser resonator for producing a laser beam with a single high-order transverse mode |
RU2343516C2 (ru) * | 2001-07-16 | 2009-01-10 | Ой Модинес Лтд | Дифракционное профилирование распределения интенсивности частично пространственно когерентного светового пучка |
RU2458372C1 (ru) * | 2010-11-25 | 2012-08-10 | Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Дифракционный оптический элемент для формирования нерасходящегося светового пятна при плоской поляризации падающего излучения |
RU2565354C1 (ru) * | 2014-07-29 | 2015-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Устройство формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101664207B1 (ko) | 광빔의 파면을 분석하기 위한 방법, 위상 격자 및 장치 | |
Azaña et al. | Angular talbot effect | |
US6621960B2 (en) | Method of fabricating multiple superimposed fiber Bragg gratings | |
JP7138964B2 (ja) | 位相制御光導波路アンテナアレイ | |
JP2005501287A (ja) | 分散光学構造における振幅および位相の制御 | |
KR19980703042A (ko) | 시간영역 공간 스펙트럼 필터링을 통해 광학 빔을 경로 선택하는 장치 및 방법 | |
US10423045B2 (en) | Electro-optical diffractive waveplate beam shaping system | |
JP2003505714A (ja) | グレーティング構造を書き込む方法 | |
Chen et al. | Theoretical and experimental studies of a rectangular Laguerre–Gaussian-correlated Schell-model beam | |
Ghoumid et al. | Optical Performance of Bragg Gratings Fabricated in Ti: LiNbO $ _3 $ Waveguides by Focused Ion Beam Milling | |
US7929190B2 (en) | Integrated planar optical device based on digital planar holography | |
Yao et al. | High-efficiency fabrication of computer-generated holograms in silica glass using a femtosecond Bessel beam | |
RU193853U1 (ru) | Дифракционный фазово-амплитудный фильтр | |
Golub et al. | Spatial phase filters matched to transverse modes | |
Zhang et al. | Research on target uniform irradiation method using linearly modulated light and special grating dispersion | |
JP6358710B2 (ja) | 回折光学素子 | |
Dreissen et al. | Active Two-dimensional steering of radiation from a nanoaperture | |
US20230062015A1 (en) | Achromatic holographic phase masks | |
CN101943805B (zh) | 电控二次电光效应布拉格衍射分束器的制作方法及利用此分束器的分束方法 | |
US20210341764A1 (en) | Systems and methods for diffractive coherent laser combining | |
Siems et al. | Realization of Chirped Volume Bragg Gratings in Fused Silica by Femtosecond Phase Mask Inscription | |
Samara | Fourier-Plane Spot Array Generation Using lon-Exchanged Diffraction Grating: Experimental and Theoretical Study. | |
Schnack et al. | Intermodal cross-phase modulation enabling all-optical temporal and spatial shaping in few-mode fibers | |
de Oliveira Silva | FIBRE BRAGG GRATING BASED STRUCTURES FOR OPTICAL SENSING AND FILTERING | |
JPH10213702A (ja) | 回折格子の形成方法,形成装置,および回折格子パターン |