RU2545336C1 - Device for control over optical radiation parameters - Google Patents

Device for control over optical radiation parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2545336C1
RU2545336C1 RU2013153125/28A RU2013153125A RU2545336C1 RU 2545336 C1 RU2545336 C1 RU 2545336C1 RU 2013153125/28 A RU2013153125/28 A RU 2013153125/28A RU 2013153125 A RU2013153125 A RU 2013153125A RU 2545336 C1 RU2545336 C1 RU 2545336C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical element
polarization
rotation
optical radiation
parameters
Prior art date
Application number
RU2013153125/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Олегович Гладышев
Дмитрий Игоревич Портнов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана"
Priority to RU2013153125/28A priority Critical patent/RU2545336C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2545336C1 publication Critical patent/RU2545336C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device comprises laser radiation source, polariser, spinning optical element and feedback circuit. The latter consists of light splitting plate, extra polariser, photo detector, amplifier, optical element and rotary unit spinning rpm control unit with polarisation plane turn transducer arranged thereat.
EFFECT: control over polarisation turn angle.
2 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области оптики, а именно к устройствам управления параметрами лазерного излучения, используемого в практике создания оптических систем.The invention relates to the field of optics, and in particular to devices for controlling the parameters of laser radiation used in the practice of creating optical systems.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство, реализующее способ управления параметрами оптического излучения, включающее размещение на пути потока оптического элемента и изменение его оптических свойств воздействием на оптический элемент физического фактора. Например, в качестве оптического элемента используют материал, содержащий адсорбированную воду. Предварительно оптический элемент охлаждают до температуры начала восстановления водородных связей в адсорбированной воде, а изменение оптических свойств оптического элемента производят путем охлаждения и/или нагрева оптического элемента в области температур восстановления - разрушения водородных связей в адсорбированной воде. (Патент РФ №2035756, опубл. 20.05.1995).A device is known that implements a method for controlling the parameters of optical radiation, including placing an optical element on the flow path and changing its optical properties by exposing the optical element to a physical factor. For example, a material containing adsorbed water is used as an optical element. Previously, the optical element is cooled to the temperature of the beginning of the restoration of hydrogen bonds in adsorbed water, and the change in the optical properties of the optical element is performed by cooling and / or heating the optical element in the region of the temperature of restoration - the destruction of hydrogen bonds in adsorbed water. (RF patent No. 2035756, publ. 05.20.1995).

Недостаток его состоит в том, что производится управление исключительно интенсивностью потока излучения. Существует необходимость нагрева и/или охлаждения оптического элемента извне. Вследствие этого для корректной работы устройства требуется дополнительное нагревательное и охладительное оборудование.Its disadvantage is that it controls exclusively the intensity of the radiation flux. There is a need for heating and / or cooling the optical element from the outside. As a result, for the correct operation of the device requires additional heating and cooling equipment.

Наиболее близким техническим решением является устройство измерения, которое содержит поляризатор, после прохождения через который луч попадает во вращающийся оптический элемент, выполненный в виде стеклянного цилиндра, а также датчик, измеряющий угол поворота плоскости поляризации. (R.V. Jones, F.R.S. Rotary ′aether drag′. Department of Natural Philosophy, University of Aberdeen, Scotland. Proc. R. Soc. Lond. A. 349, 29 June 1976, p.426). Здесь используется экспериментально обнаруженный эффект изменения параметров линейно поляризованного монохроматического излучения при его прохождении через вращающуюся оптическую среду.The closest technical solution is a measuring device that contains a polarizer, after passing through which the beam enters a rotating optical element made in the form of a glass cylinder, as well as a sensor that measures the angle of rotation of the plane of polarization. (R.V. Jones, F.R.S. Rotary 'aether drag'. Department of Natural Philosophy, University of Aberdeen, Scotland. Proc. R. Soc. Lond. A. 349, 29 June 1976, p. 426). Here we use the experimentally discovered effect of changing the parameters of linearly polarized monochromatic radiation as it passes through a rotating optical medium.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет управлять параметрами оптического излучения, такими, например, как поворот плоскости поляризации излучения, а имеет возможность только измерять его величину.The disadvantage of this device is that it does not allow you to control the parameters of optical radiation, such as, for example, rotation of the plane of polarization of the radiation, and has the ability to only measure its value.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего управлять параметрами оптического излучения, а конкретно углом поворота плоскости поляризации и степенью поляризации.The objective of the invention is to provide a device that allows you to control the parameters of optical radiation, and in particular the angle of rotation of the plane of polarization and the degree of polarization.

Задача решается тем, что в устройство для управления оптическим излучением, включающее в себя источник лазерного излучения, поляризатор и вращающийся оптический элемент, введена цепочка обратной связи, состоящая из светоделительной пластины, поворотного блока, на котором установлены датчик угла поворота плоскости поляризации и дополнительный поляризатор, также из фотодетектора, усилителя, персонального компьютера и центрального блока управления скоростью вращения оптического элемента.The problem is solved in that a feedback chain consisting of a beam splitter plate, a rotary unit, on which a rotation angle sensor of the plane of polarization and an additional polarizer are installed, is introduced into the device for controlling optical radiation, which includes a laser radiation source, a polarizer and a rotating optical element. also from a photodetector, amplifier, personal computer and a central control unit for the rotation speed of the optical element.

Вращающийся оптический элемент для более надежной и точной работы может быть установлен на виброизолирующее основание.A rotating optical element for more reliable and accurate operation can be mounted on a vibration-isolating base.

Перечень фигурList of figures

На фиг.1 изображена блок-схема устройства управления параметрами оптического излучения.Figure 1 shows a block diagram of a device for controlling the parameters of optical radiation.

На фиг.2 представлена экспериментально полученная зависимость угла поворота плоскости поляризации от частоты вращения оптического диска при исходной горизонтальной поляризации излучения на выходе лазера.Figure 2 presents the experimentally obtained dependence of the angle of rotation of the plane of polarization on the frequency of rotation of the optical disk with the initial horizontal polarization of the radiation at the laser output.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Блок-схема устройства управления параметрами оптического излучения, включает в себя лазер 1, поляризатор 2, электромотор 3, оптический диск 4, светоделительную пластину 5, поворотный блок 6, датчик угла 7, дополнительный поляризатор 8, фотодетектор 9, усилитель 10, персональный компьютер 11 и центральный блок управления 12, виброизолирующее основание 13.The block diagram of the optical radiation parameter control device includes a laser 1, a polarizer 2, an electric motor 3, an optical disk 4, a beam splitter 5, a rotary block 6, an angle sensor 7, an additional polarizer 8, a photodetector 9, an amplifier 10, a personal computer 11 and a central control unit 12, a vibration isolating base 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Поляризация исходного излучения на выходе лазера 1 выбирается с помощью поляризатора 2. Светоделительная пластина 5 позволяет разделить прошедшее через оптический диск 4 излучение на две составляющие, одна из которых поступает на выход устройства, а вторая - в цепь обратной связи. Изменением частоты вращения электромотора 3 можно добиться желаемого изменения степени поляризации или угла поворота плоскости поляризации на основе заранее измеренных зависимостей (фиг.2). Детектирование искомых величин производится посредством поворота поворотного блока 6 на угол, соответствующий минимальному или максимальному значению прошедшего через дополнительный поляризатор 8 на фотодетектор 9 сигнала, в случае измерения угла поворота, и обоих экстремальных значений сигнала (минимального и максимального), в случае определения степени поляризации. Угол поворота поворотного блока 6 фиксируется с помощью датчика угла 7, установленного на нем. С помощью вычислительных средств персонального компьютера 11 производится вычисление степени поляризации. Для уменьшения влияния вибраций электромотора 3 на точность устройства его помещают на виброизолирующее основание 13. Пределы изменения параметров на выходе устройства могут контролироваться изменением угла падения излучения на оптический диск 4, выбором оптического диска 4 из различных материалов и изменением исходной поляризации излучения на выходе генератора.The polarization of the initial radiation at the output of the laser 1 is selected using a polarizer 2. The beam splitter plate 5 allows you to divide the radiation transmitted through the optical disk 4 into two components, one of which goes to the output of the device, and the second to the feedback circuit. By changing the rotation frequency of the electric motor 3, it is possible to achieve the desired change in the degree of polarization or the angle of rotation of the plane of polarization based on pre-measured dependences (figure 2). The desired values are detected by turning the rotary unit 6 by an angle corresponding to the minimum or maximum value of the signal transmitted through the additional polarizer 8 to the photodetector 9, in the case of measuring the rotation angle, and both extreme signal values (minimum and maximum), in the case of determining the degree of polarization. The rotation angle of the rotary unit 6 is fixed using the angle sensor 7 mounted on it. Using the computing means of the personal computer 11, the degree of polarization is calculated. To reduce the effect of the vibrations of the electric motor 3 on the accuracy of the device, it is placed on a vibration-isolating base 13. The limits of the parameters at the output of the device can be controlled by changing the angle of incidence of the radiation on the optical disk 4, selecting an optical disk 4 from various materials and changing the initial radiation polarization at the generator output.

Заявляемое устройство позволяет производить управление излучением с использованием простых по составу, структуре способов получения оптических элементов. Изобретение реализовано в виде экспериментального стенда на основе гелий-неонового лазера, работающего на длине волны 0,6328 мкм. В качестве оптического элемента используется диск из оптического стекла марки ТФ3 с диаметром 62 мм и толщиной 10 мм. Роль дополнительного поляризатора выполняет пленочный поляризатор SUNPACK (PL) Polarizer 48 mm. В качестве измерительного фотодетектора выбран высокоскоростной PIN фотодиод S5821-01 (Hamamatsu). Частота и направление вращения двигателя управляются при помощи цифрового преобразователя частоты Delta Electronics VFD-EL.The inventive device allows radiation control using simple in composition, structure of methods for producing optical elements. The invention is implemented as an experimental bench based on a helium-neon laser operating at a wavelength of 0.6328 microns. As an optical element, a TF3 optical glass disk with a diameter of 62 mm and a thickness of 10 mm is used. The role of the additional polarizer is performed by the SUNPACK (PL) Polarizer 48 mm film polarizer. A high-speed PIN photodiode S5821-01 (Hamamatsu) was selected as a measuring photodetector. The frequency and direction of rotation of the motor are controlled by a Delta Electronics VFD-EL digital frequency converter.

При расчетах используется вводимая в персональный компьютер заранее определенная экспериментально зависимость угла поворота плоскости поляризации от частоты вращения оптического диска (например, по фиг.2).In the calculations, a predetermined experimentally determined dependence of the angle of rotation of the plane of polarization on the frequency of rotation of the optical disk (eg, as shown in FIG. 2) is introduced into a personal computer.

Claims (2)

1. Устройство для управления параметрами оптического излучения, включающее в себя источник лазерного излучения, поляризатор, вращающийся оптический элемент и датчик, измеряющий угол поворота плоскости поляризации, отличающееся тем, что в схему введена цепочка обратной связи, состоящая из светоделительной пластины, поворотного блока, на котором установлены указанный датчик угла поворота плоскости поляризации и дополнительный поляризатор, также из фотодетектора, усилителя, персонального компьютера и центрального блока управления скоростью вращения оптического элемента.1. A device for controlling the parameters of optical radiation, which includes a laser source, a polarizer, a rotating optical element and a sensor measuring the angle of rotation of the plane of polarization, characterized in that a feedback chain consisting of a beam splitter plate, a rotary unit, is introduced into the circuit which contains the specified angle of rotation of the plane of polarization and an additional polarizer, also from a photodetector, amplifier, personal computer and central speed control unit Stu rotating optical element. 2. Устройство для управления параметрами оптического излучения по п.1, отличающееся тем, что вращающийся оптический элемент установлен на виброизолирующее основание. 2. A device for controlling the parameters of optical radiation according to claim 1, characterized in that the rotating optical element is mounted on a vibration-isolating base.
RU2013153125/28A 2013-11-29 2013-11-29 Device for control over optical radiation parameters RU2545336C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Device for control over optical radiation parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Device for control over optical radiation parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2545336C1 true RU2545336C1 (en) 2015-03-27

Family

ID=53383270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Device for control over optical radiation parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2545336C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731376A1 (en) * 1978-04-24 1980-04-30 Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им. Т.Г.Шевченко Device for measuring rotational speed parameters
US6157025A (en) * 1997-10-20 2000-12-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Disk shaped tunable optical filter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731376A1 (en) * 1978-04-24 1980-04-30 Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им. Т.Г.Шевченко Device for measuring rotational speed parameters
US6157025A (en) * 1997-10-20 2000-12-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Disk shaped tunable optical filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R.V. Jones, F.R.S. "Rotary aether drag", PROC. R. SOC. LOND. A., 349, 1976 г., стр.423-439. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4243327A (en) Double-beam optical method and apparatus for measuring thermal diffusivity and other molecular dynamic processes in utilizing the transient thermal lens effect
KR101577720B1 (en) Fiber optic electric field sensor and method for measuring electric field
CN107528210A (en) Laser adjusting method and laser source device
JP2014184023A5 (en)
RU2545336C1 (en) Device for control over optical radiation parameters
KR101727091B1 (en) Apparatus and method of distributed fiber sensor using optical frequency domain reflectometry based on Brillouin dynamic grating
JP2004226404A (en) Device for measuring residual stress of optical fiber
JP2010271068A (en) Magnetooptical spectrum measuring instrument and magnetooptical spectrum measuring method
CN103257036A (en) Method for measuring cavity mode split of vertical cavity surface emitting laser under room temperature condition
KR100442668B1 (en) Apparatus for residual stress measuring of optical fiber
JP2006189411A (en) Measuring instrument and measuring method for phase delay
Gladyshev et al. Experimental studies of polarization of laser radiation in a rotating optical glass
Shen et al. Method based on optical rotatory dispersion for determining wavelength
Tiwari et al. Laser frequency stabilization using a balanced bi-polarimeter
KR101661470B1 (en) Polarizing mutation detecting apparatus using optical waveguide
KR101413998B1 (en) Phase change detecting method between the polarized light using liquid crystal retarder
Amirkhani et al. Polymer thermal and acoustic properties using heterodyne detected transient grating technique
Yan-Yi et al. Two-hertz-linewidth Nd: YAG lasers at 1064 nm stabilized to vertically mounted ultra-stable cavities
Bundulis et al. Interferometric Z-scan method for thermo-optical effect studies
Zhao et al. Accurate measurement of the main refractive indices and thermo-optical coefficients of the calcite crystal
Gladyshev et al. Variation of optical characteristics of polarized laser radiation in dielectric upon its low-frequency rotation and heating
Wang et al. Evaluation of a dual PEM Stokes polarimeter using different signal processing methods
JP2009264826A (en) Optical coherence tomography
RU2290625C2 (en) Device for optical spectroscopy
CN106524898A (en) Frequency stabilizing device and method for output frequency difference of dual-frequency laser

Legal Events

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

Effective date: 20161130