RU2477914C2 - Laser radiation modulator - Google Patents

Laser radiation modulator Download PDF

Info

Publication number
RU2477914C2
RU2477914C2 RU2011111100/28A RU2011111100A RU2477914C2 RU 2477914 C2 RU2477914 C2 RU 2477914C2 RU 2011111100/28 A RU2011111100/28 A RU 2011111100/28A RU 2011111100 A RU2011111100 A RU 2011111100A RU 2477914 C2 RU2477914 C2 RU 2477914C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
laser
group
laser radiation
stationary
Prior art date
Application number
RU2011111100/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011111100A (en
Inventor
Владислав Антонович Комоцкий
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority to RU2011111100/28A priority Critical patent/RU2477914C2/en
Publication of RU2011111100A publication Critical patent/RU2011111100A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2477914C2 publication Critical patent/RU2477914C2/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: laser radiation modulator has a laser, a relief diffraction grating with a rectangular profile, which reflects a beam of the modulated laser radiation, the depth of which is greater than a quarter of the wavelength of the modulated laser radiation, and a platform which is connected to an electromechanical vibrator mounted on a fixed base. The relief diffraction grating is made from plates which are formed into stationary groups and groups of movable plates capable of back-and-forth movement, placed in spaces between plates of the stationary group, the ends of which are shifted with respect to the ends of the stationary group in a direction which is perpendicular to surfaces facing the laser. The stationary group is connected to the base by a precision adjustment mechanism, and the group of movable plates is placed on the platform which is connected by an elastic suspension to the base and the electromechanical vibrator. The ends of plates facing the laser beam have a flat surface which reflects laser radiation.
EFFECT: high accuracy of positioning a laser beam.
1 dwg

Description

Изобретение относится к оптоэлектронике и приборостроению. Предлагаемое устройство предназначено для модуляции мощности лазерного излучения во времени и может применяться в широком диапазоне длин волн видимого и инфракрасного излучения.The invention relates to optoelectronics and instrumentation. The proposed device is designed to modulate the power of laser radiation in time and can be used in a wide range of wavelengths of visible and infrared radiation.

Известны акустооптические модуляторы лазерного излучения, принцип работы которых основан на эффекте дифракции Брэгга на акустических волнах, распространяющихся в материале звукопровода (1, 2). Акустооптические модуляторы - технически сложные и дорогие устройства.Acousto-optical modulators of laser radiation are known, the principle of operation of which is based on the Bragg diffraction effect on acoustic waves propagating in the material of a sound duct (1, 2). Acousto-optic modulators are technically sophisticated and expensive devices.

Известны механические модуляторы, которые модулируют лазерное излучение во времени в результате периодического механического прерывания лазерного пучка (3). Один из известных вариантов модулятора содержит модулирующий блок в виде непрозрачного диска с прорезями, через которые проходит пучок лазерного света. При вращении диска происходит прерывание лазерного пучка. Это устройство является одним из аналогов предлагаемого изобретения. Недостатки данного устройства-аналога следующие. При очередном прерывании лазерного пучка происходит его частичное перекрытие, нарушается форма пучка и, вследствие этого, происходит искажение пространственного спектра модулированного лазерного пучка. Также модулятор-аналог производит модуляцию с глубиной 100% и не позволяет изменять глубину модуляции мощности оптического пучка пропорционально управляющему фактору, например, пропорционально управляющему напряжению.Mechanical modulators are known that modulate laser radiation in time as a result of periodic mechanical interruption of the laser beam (3). One of the known variants of the modulator contains a modulating unit in the form of an opaque disk with slots through which a beam of laser light passes. When the disk rotates, the laser beam is interrupted. This device is one of the analogues of the invention. The disadvantages of this analog device are as follows. At the next interruption of the laser beam, its partial overlap occurs, the shape of the beam is violated and, as a result, the spatial spectrum of the modulated laser beam is distorted. Also, the analog modulator produces modulation with a depth of 100% and does not allow changing the depth of the optical beam power modulation in proportion to the control factor, for example, in proportion to the control voltage.

Наиболее близкий аналог предлагаемого устройства [4] содержит лазер и модулирующий блок, который выполнен в виде платформы на оси поворота с закрепленной на платформе подложкой, на поверхности которой сформирована рельефная дифракционная решетка с прямоугольным профилем, глубина рельефа решетки превышает четверть длины волны модулируемого лазерного излучения, а поверх решетки нанесено зеркальное отражающее покрытие. Платформа связана с электромеханическим вибратором, который своей противоположной стороной прикреплен к основанию, и с возвратной пружиной, также прикрепленной к основанию. Пучок лазерного излучения направлен на дифракционную решетку под углом, а на выходе отраженного пучка лазерного излучения установлен пространственный фильтр в нулевом порядке дифракции. При изменении угла наклона платформы происходит модуляция мощности излучения нулевого дифракционного порядка, и вместе с этим всегда происходит изменение направления излучения выходного оптического пучка. Таким образом, устройство-аналог является не только модулятором мощности, но и одновременно пространственно-временным модулятором лазерного излучения.The closest analogue of the proposed device [4] contains a laser and a modulating unit, which is made in the form of a platform on the axis of rotation with a substrate fixed to the platform, on the surface of which a relief diffraction grating with a rectangular profile is formed, the depth of the relief of the grating exceeds a quarter of the wavelength of the modulated laser radiation, and a mirror reflective coating is applied over the grill. The platform is connected with an electromechanical vibrator, which is attached to the base with its opposite side, and with a return spring, also attached to the base. The laser beam is directed to the diffraction grating at an angle, and a spatial filter is installed in the zero diffraction order at the output of the reflected laser beam. When the tilt angle of the platform changes, the radiation power of the zero diffraction order is modulated, and at the same time, the radiation direction of the output optical beam always changes. Thus, the analog device is not only a power modulator, but also a spatio-temporal laser radiation modulator.

На практике при передаче информационных сигналов и сигналов управления необходимо иметь только модуляцию мощности лазерного пучка без сопутствующего изменения направления лазерного пучка, так как при изменении направления пучка излучение может пройти мимо апертуры приемника. Таким образом, снижается точность позиционирования лазерного пучка в пространстве.In practice, when transmitting information signals and control signals, it is only necessary to have modulation of the power of the laser beam without a concomitant change in the direction of the laser beam, since when the direction of the beam changes, the radiation can pass by the aperture of the receiver. Thus, the accuracy of positioning the laser beam in space is reduced.

Технический результат изобретения направлен на повышение точности позиционирования лазерного пучка.The technical result of the invention is aimed at improving the accuracy of positioning of the laser beam.

Технический результат достигается тем, что в модуляторе лазерного излучения, содержащем лазер, рельефную дифракционную решетку с прямоугольным профилем, зеркально отражающую пучок модулируемого лазерного излучения, глубина которой превышает четверть длины волны модулируемого лазерного излучения, платформу, связанную с электромеханическим вибратором, установленным на неподвижном основании, рельефная дифракционная решетка выполнена из пластин, сформированных в стационарные группы и группы подвижных пластин с возможностью их возвратно-поступательного движения, размещенных в промежутках пластин стационарной группы, торцы которых смещены относительно торцов стационарной группы в направлении, перпендикулярном к поверхностям, обращенным к лазеру, стационарная группа связана с основанием посредством прецизионного регулировочного механизма, а группа подвижных пластин установлена на платформе, связанной упругим подвесом с основанием и электромеханическим вибратором, причем торцы пластин, обращенных к лазерному пучку, имеют плоскую поверхность, зеркально отражающую лазерное излучение.The technical result is achieved by the fact that in the laser radiation modulator containing the laser, a relief diffraction grating with a rectangular profile, mirroring the beam of modulated laser radiation, the depth of which exceeds a quarter of the wavelength of the modulated laser radiation, a platform associated with an electromechanical vibrator mounted on a fixed base, the relief diffraction grating is made of plates formed into stationary groups and groups of movable plates with the possibility of their return linear motion, placed in the intervals of the plates of the stationary group, the ends of which are offset relative to the ends of the stationary group in the direction perpendicular to the surfaces facing the laser, the stationary group is connected to the base by a precision adjusting mechanism, and the group of movable plates is mounted on a platform connected by elastic suspension with a base and an electromechanical vibrator, and the ends of the plates facing the laser beam have a flat surface that reflects th laser radiation.

Предлагаемое устройство позволяет получить модуляцию мощности лазерного пучка без сопутствующей пространственной модуляции его, т.е. без изменения направления лазерного пучка на выходе модулятора.The proposed device allows to obtain modulation of the power of the laser beam without accompanying spatial modulation of it, i.e. without changing the direction of the laser beam at the output of the modulator.

Технический результат достигается за счет того, что периодическая рельефная дифракционная решетка, входящая в состав модулирующего блока, не изменяет наклон по отношению к лучу лазера - источника излучения. Она составлена из пластин, сформированных в стационарную группу и группу подвижных пластин одинаковой толщины. Группа подвижных пластин размещена в промежутках между пластинами стационарной группы, установлена на подвижной платформе с возможностью возвратно-поступательного движения и связана с электромеханическим вибратором. Торцы пластин подвижной группы смещены относительно торцов пластин стационарной группы и образуют рельефную отражательную периодическую дифракционную структуру. Поступательное смещение подвижных относительно группы стационарных пластин вызывает изменение глубины рельефа отражающей дифракционной решетки, и вследствие этого происходит амплитудная модуляция мощности нулевого дифракционного порядка излучения лазерного пучка, отраженного от рельефной дифракционной решетки. Вместе с тем, в отличие от прототипа, при работе предлагаемого устройства угол наклона решетки не изменяется, поэтому не изменяется направление отраженного пучка, т.е. отсутствует пространственная угловая модуляция лазерного излучения, поскольку исключены угловые перемещения отражающей дифракционной решетки.The technical result is achieved due to the fact that the periodic relief diffraction grating, which is part of the modulating unit, does not change the slope with respect to the laser beam - the radiation source. It is composed of plates formed into a stationary group and a group of movable plates of the same thickness. A group of movable plates is placed in the gaps between the plates of the stationary group, mounted on a movable platform with the possibility of reciprocating motion, and is connected with an electromechanical vibrator. The ends of the plates of the mobile group are displaced relative to the ends of the plates of the stationary group and form a relief reflective periodic diffraction structure. The translational displacement of the movable plates relative to the group of stationary plates causes a change in the relief depth of the reflecting diffraction grating, and as a result, the power of the zero diffraction order of the laser beam radiation reflected from the relief grating is amplitude modulated. However, unlike the prototype, during operation of the proposed device, the angle of inclination of the lattice does not change, therefore, the direction of the reflected beam does not change, i.e. there is no spatial angular modulation of laser radiation, since angular displacements of the reflecting diffraction grating are excluded.

Схема предлагаемого устройства изображена на фигуре 1. Устройство содержит лазер 1, пучок излучения которого направлен на рельефную решетку, составленную из двух групп параллельных пластин одинаковой толщины: стационарной группы 2 и подвижной группы 3, при этом пластины подвижной группы размещены в промежутках между пластинами стационарной группы. Пластины стационарной группы скреплены между собой и связаны с основанием 4 через посредство прецизионного регулировочного механизма 5, который обеспечивает возможность перемещения группы стационарных пластин в направлении оси oz, перпендикулярном к поверхности пластин, отражающих лазерный пучок. Группа подвижных пластин установлена на подвижной платформе 6, которая связана с основанием через посредство упругого подвеса 7, который допускает возвратно-поступательное перемещение платформы с подвижной группой пластин относительно основания в направлении оси Oz. Также платформа связана с электромеханическим вибратором 8, который своей противоположной стороной прикреплен к основанию. Торцы пластин, обращенные к лазерному пучку, выполнены в виде плоских поверхностей, зеркально отражающих лазерное излучение. Торцы пластин подвижной группы имеют определенное начальное смещение H0, превышающее четверть длины волны лазерного излучения, относительно торцов пластин стационарной группы в направлении, перпендикулярном к поверхностям, обращенным к лазеру. В результате этого торцы двух групп пластин образуют рельефную отражающую дифракционную решетку. Излучение лазера направлено на отражающую рельефную дифракционную решетку под углом Θ, таким образом, что плоскость падения-отражения лазерного пучка параллельна пластинам, образующим решетку. В области дифракции лазерного излучения, отраженного от модулирующего блока, установлен пространственный фильтр 9 в нулевом порядке дифракции, пропускающий излучение нулевого порядка и непрозрачный для пучков излучения первых и высших порядков дифракции. Излучение выделенного нулевого порядка является выходным сигналом модулятора.The scheme of the proposed device is shown in figure 1. The device contains a laser 1, the radiation beam of which is directed to a relief grid composed of two groups of parallel plates of the same thickness: stationary group 2 and mobile group 3, while the plates of the mobile group are placed in the gaps between the plates of the stationary group . The plates of the stationary group are bonded to each other and connected to the base 4 through a precision adjusting mechanism 5, which makes it possible to move the group of stationary plates in the direction of the z axis, perpendicular to the surface of the plates reflecting the laser beam. A group of movable plates is mounted on a movable platform 6, which is connected to the base through an elastic suspension 7, which allows reciprocating movement of the platform with a movable group of plates relative to the base in the direction of the Oz axis. Also, the platform is connected with an electromechanical vibrator 8, which is attached to the base with its opposite side. The ends of the plates facing the laser beam are made in the form of flat surfaces that mirror the laser radiation. The ends of the plates of the mobile group have a certain initial displacement H 0 exceeding a quarter of the wavelength of the laser radiation, relative to the ends of the plates of the stationary group in the direction perpendicular to the surfaces facing the laser. As a result, the ends of the two groups of plates form a relief reflective diffraction grating. The laser radiation is directed to the reflecting relief diffraction grating at an angle Θ, so that the plane of incidence-reflection of the laser beam is parallel to the plates forming the grating. In the diffraction region of laser radiation reflected from the modulating unit, a spatial filter 9 is installed in the zeroth diffraction order, transmitting zero-order radiation and opaque to the radiation beams of the first and higher diffraction orders. The radiation of the selected zero order is the output signal of the modulator.

Устройство работает следующим образом. Пучок излучения лазера 1 с длиной волны λ направляют на поверхность отражательной дифракционной решетки, которая составлена из двух групп пластин: стационарной 2 и подвижной 3. Диаметр пучка во много раз (типично в 10-20 раз) больше периода этой дифракционной решетки. Поскольку отражение лазерного пучка происходит от рельефа с прямоугольным профилем, волновой фронт отраженного пучка имеет пространственную фазовую модуляцию прямоугольной формы типа меандра. Глубина фазовой модуляции волнового фронта, полученная в результате отражения лазерного пучка от рельефа с глубиной Н, выражается формулойThe device operates as follows. The radiation beam of laser 1 with a wavelength λ is directed to the surface of a reflective diffraction grating, which is composed of two groups of plates: stationary 2 and moving 3. The beam diameter is many times (typically 10-20 times) greater than the period of this diffraction grating. Since the reflection of the laser beam comes from a relief with a rectangular profile, the wavefront of the reflected beam has a spatial phase modulation of a rectangular shape such as a meander. The depth of the phase modulation of the wavefront obtained as a result of reflection of the laser beam from the relief with a depth of H is expressed by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

а амплитуда пространственной фазовой модуляции волнового фронта, которая равна половине глубины фазового рельефа, выражается формулой:and the amplitude of the spatial phase modulation of the wavefront, which is equal to half the depth of the phase relief, is expressed by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

Мощность излучения в нулевом порядке дифракции Р0 зависит от глубины отражательной дифракционной решетки и определяется следующим соотношением [4, 5]:The radiation power in the zero diffraction order P 0 depends on the depth of the reflective diffraction grating and is determined by the following relation [4, 5]:

Figure 00000003
Figure 00000003

Здесь R - коэффициент отражения, Pi - мощность лазерного излучения, падающего на дифракционную рельефную решетку. В результате перемещения группы подвижных пластин 3 вдоль оси oz под воздействием электромеханического вибратора 8 изменяется глубина рельефа Н, при этом мощность излучения в нулевом дифракционном порядке может меняться в пределах от нулевого значения до максимального значения, равного P0max=Pi·R. Максимумы этой зависимости P0(H) соответствуют условию:Here R is the reflection coefficient, P i is the power of the laser radiation incident on the diffraction grating. As a result of the movement of the group of movable plates 3 along the oz axis under the influence of an electromechanical vibrator 8, the relief depth H changes, while the radiation power in the zero diffraction order can vary from zero to a maximum value equal to P 0max = P i · R. The maxima of this dependence P 0 (H) correspond to the condition:

Figure 00000004
Figure 00000004

Минимумы зависимости Р0(H) соответствуют условию:The minima of the dependence P 0 (H) correspond to the condition:

Figure 00000005
Figure 00000005

Середина линейного зависимости P0(Н) участка соответствует условию:The middle of the linear dependence of P 0 (N) plot corresponds to the condition:

Figure 00000006
Figure 00000006

Модуляция лазерного излучения в нулевом порядке дифракции производится за счет возвратно-поступательного движения подвижной группы пластин 3 под воздействием электромеханического вибратора 8. При перемещении подвижной пластины 3 на величину δН изменяется глубина рельефа и вследствие этого происходит модуляция, т.е. изменение мощности нулевого порядка дифракции. Для того, чтобы зависимость мощности нулевого порядка дифракции от смещения δН была линейной, необходимо установить величину начальной глубины решетки Н0ср с помощью прецизионного механизма поступательного перемещения 5. При условии Н0ср и при отсутствии колебаний подвижной группы пластин мощность излучения в нулевом порядке, в соответствии с формулой (2), равна половине максимальной величины мощности излучения в нулевом порядке, т.е. равна Р0=0,5P0max=0,5Pi·R. При этом, если амплитуда колебаний δН мала, намного меньше, чем величина λ/4cosΘ, приращение мощности выходного излучения линейно зависит от смещения подвижной группы пластин 2. При условии, что размах (т.е. двойная амплитуда) колебаний равен λ/4cosΘ, можно получить изменение мощности излучения в пределах от нулевого значения (P0=0) до максимального значения: Р0=P0max=0,5Pi·R.Laser radiation is modulated in the zeroth diffraction order due to the reciprocating movement of the movable group of plates 3 under the influence of an electromechanical vibrator 8. When moving the movable plate 3 by δН, the relief depth changes and, as a result, modulation occurs, i.e. a change in the power of the zeroth diffraction order. In order for the dependence of the zero-order diffraction power on the displacement δH to be linear, it is necessary to establish the value of the initial lattice depth H 0 = N cf using a precision translational displacement mechanism 5. Under the condition H 0 = H cf and in the absence of oscillations of the moving group of plates, the radiation power in the zero order, in accordance with formula (2), is equal to half the maximum value of the radiation power in the zero order, i.e. equal to P 0 = 0.5P 0max = 0.5P i · R. Moreover, if the amplitude of the oscillations δН is small, much smaller than the value λ / 4cosΘ, the increment of the output radiation power linearly depends on the displacement of the movable group of plates 2. Provided that the amplitude (i.e., the double amplitude) of the oscillations is λ / 4cosΘ, you can get a change in radiation power in the range from zero (P 0 = 0) to the maximum value: P 0 = P 0max = 0.5P i · R.

Технический результат. Предложенное устройство может осуществлять модуляцию мощности лазерного пучка без изменения его направления и с сохранением пространственной структуры пучка. При относительно небольших глубинах модуляции обеспечивается линейная зависимость изменения выходной мощности от смещения подвижной группы пластин.The technical result. The proposed device can modulate the power of the laser beam without changing its direction and maintaining the spatial structure of the beam. With relatively small modulation depths, a linear dependence of the change in the output power on the displacement of the movable group of plates is provided.

Вместе с этим, предлагаемое устройство позволяет получить 100% глубину модуляции выходного излучения, но при этом зависимость изменения выходной мощности от смещения подвижной группы пластин будет нелинейной.At the same time, the proposed device allows to obtain a 100% depth of modulation of the output radiation, but the dependence of the change in the output power on the displacement of the movable group of plates will be nonlinear.

Рассмотрим пример технической реализации. Выбор материалов и размеров элементов устройства в определенной степени зависит от длины волны лазерного излучения. Рассмотрим вариант построения модулятора инфракрасного излучения с длиной волны λ=10.6 микрометров. Толщина пластин d в этом случае может, например, составлять d=0,25 мм. При этом период рельефной структуры составит Λ=2d=0,5 мм. Если задать угол падения пучка на поверхность рельефной структуры равным Θ=45°, то расчетная величина начального смещения H0 отражающей поверхности подвижной структуры относительно отражающей поверхности стационарной структуры должна составлять:Consider an example of technical implementation. The choice of materials and the size of the elements of the device to a certain extent depends on the wavelength of the laser radiation. Consider the option of constructing a modulator of infrared radiation with a wavelength of λ = 10.6 micrometers. The plate thickness d in this case may, for example, be d = 0.25 mm. The period of the relief structure is Λ = 2d = 0.5 mm. If you set the angle of incidence of the beam on the surface of the relief structure equal to Θ = 45 °, then the calculated value of the initial offset H 0 of the reflecting surface of the moving structure relative to the reflecting surface of the stationary structure should be:

Figure 00000007
Figure 00000007

Расчет по этой формуле дает при различных значениях числа k следующий ряд вариантов значений: Hср=1,87 мкм при k=1; Hср=5,62 мкм при k=3; Hср=9,37 мкм при k=5. Любое из этих значений может быть принято в качестве начальной глубины рельефа. Установка величины начальной глубины производится с помощью микрометрического прецизионного регулировочного механизма линейного перемещения 6. При этом нет необходимости в непосредственном измерении глубины рельефа. Контроль правильности установки начальной глубины рельефа Н0=Hср следует производить по результатам измерения мощности дифрагированного пучка нулевого порядка. Критерием правильной установки начальной глубины является такое условие, чтобы измеренная мощность пучка излучения в нулевом порядке дифракции при условии правильной установке рабочей точки составляла половину максимального значения мощности пучка излучения в нулевом порядке дифракции. Практически это достигается при перемещении стационарной структуры с помощью регулировочного механизма в пределах, превышающих период зависимости Р0(Н), т.е. больших, чем величина, равнаяCalculation according to this formula gives for different values of the number k the following series of values: H cf = 1.87 μm at k = 1; H av = 5.62 μm at k = 3; H av = 9.37 μm at k = 5. Any of these values can be taken as the initial relief depth. The initial depth value is set using the micrometric precision adjusting mechanism of linear displacement 6. There is no need to directly measure the relief depth. The control of the correct installation of the initial relief depth H 0 = H cf should be done according to the results of measuring the power of the diffracted beam of zero order. The criterion for the correct setting of the initial depth is such a condition that the measured radiation beam power in the zero diffraction order, provided that the operating point is correctly set, is half the maximum value of the radiation beam power in the zero diffraction order. In practice, this is achieved by moving the stationary structure using the adjusting mechanism within the limits exceeding the period of dependence P 0 (N), i.e. greater than the value equal to

Figure 00000008
Figure 00000008

и одновременном измерении мощности излучения нулевого дифракционного порядка. В отраженной дифракционной картине пучки первых порядков направлены под углами

Figure 00000009
and simultaneous measurement of radiation power of zero diffraction order. In the reflected diffraction pattern, first-order beams are directed at angles
Figure 00000009

по отношению к пучку нулевого порядка. Для выделения пучка излучения нулевого дифракционного порядка необходимо установить пространственный фильтр, который представляет собой непрозрачный экран с отверстием, размер которого равен или несколько больше диаметра лазерного пучка. Положим, что диаметр лазерного пучка равен DП=5 мм. Для того, чтобы пучки первых порядков не перекрывались с пучком нулевого порядка, пространственный фильтр, отделяющий пучок нулевого порядка от пучков первых порядков, должен быть расположен на расстоянии, несколько большем, чем расчетная величина дистанции LP, на которой происходит разделение пучков. Если толщина пластин равна 0,25 мм, а соответственно период рельефной структуры равен 0,5 мм, то расстояние до пространственного фильтра должно быть

Figure 00000010
with respect to the zero order beam. To isolate a radiation beam of zero diffraction order, it is necessary to install a spatial filter, which is an opaque screen with a hole whose size is equal to or slightly larger than the diameter of the laser beam. We assume that the diameter of the laser beam is D P = 5 mm. In order for the first-order beams not to overlap with the zero-order beam, the spatial filter separating the zero-order beam from the first-order beams should be located at a distance slightly larger than the calculated distance L P at which the beams are separated. If the thickness of the plates is 0.25 mm, and accordingly the period of the relief structure is 0.5 mm, then the distance to the spatial filter should be
Figure 00000010

В данном примере технической реализации устройства модулятора для излучения с длиной волны 10,6 мкм пластины, из которых составлены стационарная и подвижная периодические структуры, могут быть изготовлены из меди или латуни, а отражающие торцевые поверхности их должны быть отполированы до зеркального состояния. Пластины собраны в группы с применением технологии пайки или склейки таким образом, чтобы отклонения торцов отдельных пластин от их общей касательной плоскости были намного меньше, чем Hср=1,87 мкм.In this example of a technical implementation of a modulator device for radiation with a wavelength of 10.6 μm, the plates from which the stationary and mobile periodic structures are composed can be made of copper or brass, and their reflecting end surfaces must be polished to a mirror state. The plates are assembled in groups using the technology of soldering or gluing so that the deviations of the ends of the individual plates from their common tangent plane are much less than H cf = 1.87 μm.

Источники информацииInformation sources

1. Л.Н.Магдич, В.Я.Молчанов. Акустооптические устройства и их применение. 1978, М., Сов. Радио.1. L.N. Magdich, V.Ya. Molchanov. Acousto-optical devices and their application. 1978, M., Owls. Radio.

2. Справочник по лазерам под ред. Прохорова А.М. // 1978, Т 2, с.191-194.2. Handbook of Lasers, ed. Prokhorova A.M. // 1978, T 2, p. 191-194.

3. Катыс Г.П. Оптико-электронная обработка информации. М., Машиностроение, 1973, с.287-291.3. Katys G.P. Optoelectronic information processing. M., Mechanical Engineering, 1973, p. 287-291.

4. Модулятор лазерного излучения. Патент №2411620. Бюл. №4, 2011 г.4. Laser modulator. Patent No. 2411620. Bull. No 4, 2011

5. В.А.Комоцкий, Ю.М.Соколов, А.Н.Алексеев, Е.В.Басистый. Исследование оптоэлектронного датчика угловых смещений на основе глубокой отражательной фазовой дифракционной решетки // Вестник РУДН. Серия Математика. Информатика. Физика. - 2009. - №4. - С. 95-104.5. V.A. Komotsky, Yu.M. Sokolov, A.N. Alekseev, E.V. Basisty. Investigation of an optoelectronic sensor of angular displacements based on a deep reflective phase diffraction grating // Vestnik RUDN. Mathematics Series. Informatics. Physics. - 2009. - No. 4. - S. 95-104.

Claims (1)

Модулятор лазерного излучения, содержащий лазер, рельефную дифракционную решетку с прямоугольным профилем, зеркально отражающую пучок модулируемого лазерного излучения, глубина которой превышает четверть длины волны модулируемого лазерного излучения, платформу, связанную с электромеханическим вибратором, установленным на неподвижном основании, отличающийся тем, что рельефная дифракционная решетка выполнена из пластин, сформированных в стационарные группы и группы подвижных пластин с возможностью их возвратно-поступательного движения, размещенных в промежутках пластин стационарной группы, торцы которых смещены относительно торцов стационарной группы в направлении, перпендикулярном к поверхностям, обращенным к лазеру, стационарная группа связана с основанием посредством прецизионного регулировочного механизма, а группа подвижных пластин установлена на платформе, связанной упругим подвесом с основанием и электромеханическим вибратором, причем торцы пластин, обращенных к лазерному пучку, имеют плоскую поверхность, зеркально отражающую лазерное излучение. A laser radiation modulator comprising a laser, a relief diffraction grating with a rectangular profile, mirroring a beam of modulated laser radiation, the depth of which exceeds a quarter of the wavelength of the modulated laser radiation, a platform connected to an electromechanical vibrator mounted on a fixed base, characterized in that the relief diffraction grating made of plates formed into stationary groups and groups of movable plates with the possibility of their reciprocating motion positions located in the gaps of the plates of the stationary group, the ends of which are offset relative to the ends of the stationary group in the direction perpendicular to the surfaces facing the laser, the stationary group is connected to the base by a precision adjusting mechanism, and the group of movable plates is mounted on a platform connected by an elastic suspension to the base and an electromechanical vibrator, and the ends of the plates facing the laser beam have a flat surface that reflects the laser radiation.
RU2011111100/28A 2011-03-24 2011-03-24 Laser radiation modulator RU2477914C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111100/28A RU2477914C2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Laser radiation modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111100/28A RU2477914C2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Laser radiation modulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011111100A RU2011111100A (en) 2012-09-27
RU2477914C2 true RU2477914C2 (en) 2013-03-20

Family

ID=47078154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111100/28A RU2477914C2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Laser radiation modulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2477914C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570109C1 (en) * 2014-09-26 2015-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Method of attachment of optical fibre with bragg grating
RU2616935C1 (en) * 2015-12-04 2017-04-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser modulation device
RU208574U1 (en) * 2021-04-02 2021-12-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) DEVICE FOR FILTERING THE SPECTRA OF OPTICAL SIGNALS
RU2811390C1 (en) * 2023-08-18 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5812385A (en) * 1981-06-26 1983-01-24 Fujitsu Ltd Emitting light wave length sweep system of wave length variable laser
JPS62135737A (en) * 1985-12-10 1987-06-18 Anritsu Corp Wavelength modulation type differential spectrometer
US5268911A (en) * 1991-07-10 1993-12-07 Young Eddie H X-cut crystal quartz acousto-optic modulator
US5315677A (en) * 1992-09-14 1994-05-24 Ando Electric Co., Ltd. Optical pulse generator
RU2411620C1 (en) * 2009-08-13 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser modulation device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5812385A (en) * 1981-06-26 1983-01-24 Fujitsu Ltd Emitting light wave length sweep system of wave length variable laser
JPS62135737A (en) * 1985-12-10 1987-06-18 Anritsu Corp Wavelength modulation type differential spectrometer
US5268911A (en) * 1991-07-10 1993-12-07 Young Eddie H X-cut crystal quartz acousto-optic modulator
US5315677A (en) * 1992-09-14 1994-05-24 Ando Electric Co., Ltd. Optical pulse generator
RU2411620C1 (en) * 2009-08-13 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser modulation device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570109C1 (en) * 2014-09-26 2015-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Method of attachment of optical fibre with bragg grating
RU2616935C1 (en) * 2015-12-04 2017-04-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser modulation device
RU208574U1 (en) * 2021-04-02 2021-12-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) DEVICE FOR FILTERING THE SPECTRA OF OPTICAL SIGNALS
RU2811390C1 (en) * 2023-08-18 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution
RU2811392C1 (en) * 2023-08-18 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Device for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111100A (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6250535B2 (en) Method and apparatus for stacking thin volume grating stacks and beam combiner for holographic display
KR20070088725A (en) Fabrication of structures in an optical substrate
EP1693657B1 (en) Optical spectrum analyzer
JP2014521087A (en) Scanner with phase and pitch adjustment
RU2477914C2 (en) Laser radiation modulator
JPWO2010047100A1 (en) Encoder
KR20170014404A (en) Apparatus for measuring Light Detection and Ranging
RU2411620C1 (en) Laser modulation device
CN113167998A (en) Spatial modulation device
US20170160104A1 (en) Reflective encoder
JP5212840B2 (en) Encoder
JP4542108B2 (en) Segment grating alignment device
JPH03291523A (en) Encoder
WO2014109976A1 (en) Asymmetrical deformable diffractive grating modulator
CN108415110B (en) Plane holographic grating scanning exposure device
RU2616935C1 (en) Laser modulation device
JP4545784B2 (en) Reflective micro-optic interferometer type filter and its application equipment
JP6497699B2 (en) Light modulation device and light modulation system
WO2016143694A1 (en) Reflection-type encoder
CN112666719B (en) Dispersion management method and dispersion management device based on aperiodic spectrum phase jump
RU175968U1 (en) Optical design of an ultra-precision holographic linear displacement sensor with a controlled mirror unit
RU2517823C2 (en) Apparatus for modulating monochromatic optical radiation
SU1392357A1 (en) Interferometric transducer for measuring angle of turn of object
RU1641105C (en) Device for making radial diffraction lattice
JP2007303957A (en) Encoder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150325