RU2793722C1 - Способ определения направления вращения плоскости поляризации излучения - Google Patents
Способ определения направления вращения плоскости поляризации излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793722C1 RU2793722C1 RU2022106702A RU2022106702A RU2793722C1 RU 2793722 C1 RU2793722 C1 RU 2793722C1 RU 2022106702 A RU2022106702 A RU 2022106702A RU 2022106702 A RU2022106702 A RU 2022106702A RU 2793722 C1 RU2793722 C1 RU 2793722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- polarization
- signal
- plane
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится области измерения параметров электромагнитного излучения и касается способа определения направления вращения плоскости поляризации. Способ заключается в том, что исследуемое эллиптически поляризованное излучение подают на детектор, на входе которого установлен поляризатор, и, вращая детектор с поляризатором, определяют направление большой оси эллипса. Далее разбивают исходный поток на два луча, первый из которых распространяется по первоначальной траектории, а второй пропускают через фазовращатель и вращатель плоскости поляризации, подают оба луча на смеситель, а результирующий сигнал регистрируют с помощью детектора. Регулировкой фазовращателя и вращателя плоскости поляризации добиваются появления максимального сигнала на детекторе. Путем расстройки фазовращателя уменьшают сигнал и, вращая плоскость поляризации по и против часовой стрелки, добиваются увеличения сигнала в обоих случаях. Определяя направление вращения, соответствующее наиболее быстрому росту сигнала, определяют направление вращения плоскости поляризации. Технический результат заключается в расширении рабочего диапазона частот в субмиллиметровую область и упрощении реализации способа определения знака поляризации. 3 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к способам измерения параметров электромагнитного излучения, в частности, к способам определения знака поляризации эллиптически поляризованного излучения.
Уровень техники
Известны способы определения знака циркулярной поляризации, основанные на взаимодействии излучения с твердотельными фоторезистивными элементами.
Так, в документе RU 2452924 С1 описан способ, заключающийся в том, что на снабженный двумя электродами фоточувствительный элемент направляют циркулярно поляризованное лазерное излучение и измеряют электрический сигнал, возникающий между электродами. Знак циркулярной поляризации излучения определяют по полярности электрического сигнала. В качестве фоточувствительного элемента используют серебро-палладиевую резистивную пленку с удельным поверхностным сопротивлением от 10 до 1000 Ом/квадрат. Данный способ применим к излучению в диапазоне длин волн - от ультрафиолета (250 нм) до средней инфракрасной области (5000 нм).
В документе RU 2662042 С1 описан способ, при реализации которого свет также направляют на фоторезистивный элемент, располагающий двумя электродами. Знак поляризации определяют, измеряя величину сопротивления между электродами и сравнивая полученное значение с величиной сопротивления этого же фоторезистивного элемента, полученной в ходе калибровки. В качестве фоторезистивного элемента используют МДП наноструктуру, состоящую из металлического слоя на основе CoPt, диэлектрического слоя на основе Al2O3 и/или SiO2 и полупроводникового слоя на основе гетероструктуры InGaAs/GaAs, сформированных на непроводящей подложке.
К недостаткам перечисленных способов относятся сложность и высокая стоимость изготовления пленочных фоторезистивных элементов, а также неприменимость к излучению высокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов.
Предложенный способ может быть реализован на базе известных лучеводных элементов, не требует изготовления полупроводниковых структур и может быть применен к излучению в широком спектре частот от дальней инфракрасной области до СВЧ.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка простою и быстрого способа определения направления вращения плоскости поляризации, применимого к излучению в широком диапазоне частот.
Технический результат изобретения заключается в упрощении реализации процесса определения знака поляризации и расширении рабочего диапазона частот в субмиллиметровую область.
Раскрытие изобретения
Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что исследуемое эллиптически поляризованное излучение подают на детектор, на входе которого установлен поляризатор. Вращая детектор с поляризатором, определяют направление большой оси эллипса. Далее разбивают исходный поток на два луча, первый из которых распространяется вдоль первоначальной траектории, а второй - по более длинному пути пропускают через фазовращатель и вращатель плоскости поляризации. После чего подают оба луча на смеситель, а результирующий сигнал регистрируют с помощью детектора. Регулировкой фазовращателя и вращателя плоскости поляризации добиваются появления максимального сигнала на детекторе. Далее путем расстройки фазовращателя уменьшают сигнал, поступающий на детектор, и, вращая плоскость поляризации по и против часовой стрелки, добиваются увеличения сигнала в обоих случаях. Выявляя направление вращения, соответствующее наиболее быстрому росту сигнала на детекторе, определяют направление вращения плоскости поляризации.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен пример устройства для осуществления заявленного способа.
На фиг. 2 схематически показан ход лучей внутри устройства, изображенного на фиг. 1.
Здесь использованы следующие обозначения:
1 - делитель луча;
2 - фазовращатель;
3 - вращатель плоскости поляризации; 4-уголковый переход;
5 - смеситель;
6 - детектор;
7 - мультиметр.
На фиг. 3 схематически изображены три варианта складывающихся эллиптических волн: а) волны находятся в одной фазе, и направления осей эллипсов совпадают; б) волны находятся в разных фазах, направления осей эллипсов совпадают; в) волны находятся в разных фазах, направления осей эллипсов не совпадают. Стрелками показано направление вектора напряженности электрического поля.
Осуществление изобретения
Как было отмечено выше, предложенный способ может быть применен к эллиптически поляризованному излучению в широком диапазоне частот. В частности, он может быть применен к СВЧ излучению.
На фиг. 1 представлен пример устройства, на котором может быть реализован предложенный способ. Данное устройство собрано из известных лучеводных элементов, описанных в статье Горшко А.И. и Кулешова Е.М. "Исследование полого диэлектрического лучевода миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн". - Радиотехника (Харьков, Харьковский гос. ун-т), 1972, вып. 21.
Исследуемое излучение (обозначено стрелкой слева) подается на вход делителя луча 1. Делитель 1 представляет собой делитель кассетного типа, в котором луч разбивается надвое с помощью поляризационной решетки, размещаемой в корпусе делителя. Смеситель 5 представляет собой аналогичный корпус, в котором может быть размещена кассета с сеткой, на которой происходит интерференция падающих лучей.
На первом этапе кассеты из элементов 1 и 5 извлекают, и на детектор 6 приходит полный поток излучения. Сигнал с детектора 6 регистрируется мультиметром 7. На входе детектора 6 установлен поляризатор. Вращая детектор 6 с поляризатором, определяют наибольшую возможную величину сигнала, соответствующую большой оси эллипса.
Далее в корпус делителя 1 устанавливается кассета с поляризационной решеткой, разделяющей исходный луч на два. Первый луч следует по первоначальной траектории (показана стрелкой справа), второй - проходит по пути, образованному элементами 2, 3 и 4. Далее оба луча поступают на смеситель 5 с установленной кассетой, на сетке которой лучи складываются, а результирующий сигнал регистрируется детектором 6.
Фазовращатель 2 представляет собой уголковое зеркало в изломе лучевода. Перемещая зеркало фазовращателя 2, и регулируя положение плоскости поляризации с помощью элемента 3, добиваются максимального сигнала на детекторе, что соответствует случаю сложения двух эллиптических волн, направления осей и фазы которых совпадают, как это показано на. фиг. 3а.
Далее осуществляют расстройку фазовращателя 2, например, отодвигая зеркало и, тем самым, увеличивая длину оптического пути второго луча. Фазы волн, приходящих на смеситель 5, перестают совпадать, и сигнал на детекторе 6 уменьшается. Этот случай показан на фиг. 3б. Путем вращения плоскости поляризации с помощью элемента 3 добиваются увеличения сигнала. Складывающиеся эллиптические волны в этом случае показаны на фиг. 3в. Причем вращение осуществляют в двух направлениях, по и против часовой стрелки. Направление вращения, при котором наблюдается больший рост сигнала с детектора, и есть направление вращения плоскости поляризации эллиптической волны.
Как следует из описания заявленного изобретения, предложенный способ определения направления вращения плоскости поляризации обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно позволяет осуществлять измерения в субмиллиметровой области. В то же время отсутствие необходимости изготовления сложных пленочных элементов упрощает реализацию процесса определения знака поляризации излучения.
Проведенный анализ показывает, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим для промышленного осуществления изобретения, а в совокупности они позволяют достичь заявленного технического результата.
Таким образом, в разделах «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения» было показано, что все общие и частные признаки предложенного устройства являются существенными и в совокупности удовлетворяют критерию патентоспособности «новизна». В разделе «Осуществление изобретения» было показано, что заявленное изобретение технически осуществимо, позволяет решать поставленные изобретательские задачи и уверенно достигать требуемого технического результата при его (изобретения) использовании, что свидетельствует о промышленной применимости предложенного устройства. Исходя из сказанного выше, мы считаем, что заявленный способ определения направления вращения плоскости поляризации удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Claims (1)
- Способ определения направления вращения плоскости поляризации, заключающийся в том, что исследуемое эллиптически поляризованное излучение подают на детектор, на входе которого установлен поляризатор; вращая детектор с поляризатором, определяют направление большой оси эллипса; разбивают исходный поток на два луча, первый из которых распространяется вдоль первоначальной траектории, а второй по более длинному пути пропускают через фазовращатель и вращатель плоскости поляризации, после чего подают оба луча на смеситель, а результирующий сигнал регистрируют с помощью детектора; регулировкой фазовращателя и вращателя плоскости поляризации добиваются появления максимального сигнала на детекторе; далее путем расстройки фазовращателя уменьшают сигнал, поступающий на детектор, и, вращая плоскость поляризации по и против часовой стрелки, добиваются увеличения сигнала в обоих случаях; определяя направление вращения, соответствующее наиболее быстрому росту сигнала на детекторе, определяют направление вращения плоскости поляризации.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793722C1 true RU2793722C1 (ru) | 2023-04-05 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188477B1 (en) * | 1998-05-04 | 2001-02-13 | Cornell Research Foundation, Inc. | Optical polarization sensing apparatus and method |
| DE102005020912A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-30 | Carl Zeiss Meditec Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Drehung einer Polarisationsrichtung polarisierter optischer Strahlung durch Kammerwasser eines Auges |
| RU2631919C1 (ru) * | 2016-06-17 | 2017-09-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения знака поляризации циркулярно и эллиптически поляризованного лазерного излучения |
| RU2662042C1 (ru) * | 2017-09-05 | 2018-07-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ определения знака циркулярной поляризации света и детектор для его осуществления |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188477B1 (en) * | 1998-05-04 | 2001-02-13 | Cornell Research Foundation, Inc. | Optical polarization sensing apparatus and method |
| DE102005020912A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-30 | Carl Zeiss Meditec Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Drehung einer Polarisationsrichtung polarisierter optischer Strahlung durch Kammerwasser eines Auges |
| RU2631919C1 (ru) * | 2016-06-17 | 2017-09-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения знака поляризации циркулярно и эллиптически поляризованного лазерного излучения |
| RU2662042C1 (ru) * | 2017-09-05 | 2018-07-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ определения знака циркулярной поляризации света и детектор для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fumeaux et al. | Nanometer thin-film Ni–NiO–Ni diodes for detection and mixing of 30 THz radiation | |
| Yi et al. | Terahertz wavefront control on both sides of the cascaded metasurfaces | |
| Khutoryan et al. | Influence of reflections on frequency tunability and mode competition in the second-harmonic THz gyrotron | |
| Adamyan et al. | Superconducting microwave parametric amplifier based on a quasi-fractal slow propagation line | |
| US10615473B2 (en) | Polarization standing wave cavity assisted by anisotropic structures | |
| JP2019039706A (ja) | トンネル電流制御装置およびトンネル電流制御方法 | |
| Mendis et al. | Artificial dielectric polarizing-beamsplitter and isolator for the terahertz region | |
| RU2793722C1 (ru) | Способ определения направления вращения плоскости поляризации излучения | |
| Karl et al. | Characterization of an active metasurface using terahertz ellipsometry | |
| Liu et al. | Laser frequency stabilization using folded cavity and mirror reflectivity tuning | |
| Bezborodov et al. | Differential phase sections based on form birefrigence in the terahertz frequency range | |
| Luo et al. | An efficient terahertz polarization converter with highly flexible tunability over an ultra-broad bandwidth | |
| Shimizu et al. | Thin-film slot antenna for 700 GHz submillimeter wave radiation | |
| Sayanskiy et al. | Broadband circular-to-linear polarization conversion of terahertz waves using self-complementary metasurfaces | |
| US20220382117A1 (en) | Optical modulation device and phase modulation method using the same | |
| Henderson et al. | High-frequency microstrip cross resonators for circular polarization electron paramagnetic resonance spectroscopy | |
| Bogdashov et al. | Transmission line for 258 GHz gyrotron DNP spectrometry | |
| Liu et al. | Terahertz cascaded metasurfaces for both spin-symmetric and asymmetric beam diffractions with active power distribution | |
| Didi et al. | Study and design of the Terahertz antenna array | |
| Sengupta | On uniform and linearly tapered long Yagi antennas | |
| Maffei et al. | Dielectrically embedded mesh half wave plate beam impact studies | |
| Kamenev et al. | Measurement of electrodynamic parameters of one-dimensional wire gratings in the sub-millimeter wavelength range | |
| Songur et al. | Comparison of time-domain antenna performances for the terahertz photoconductive sources and detectors | |
| Li | New resonances, gratings, and slow-wave structures based on 2D periodic structures | |
| Forti | Transverse stratified structure for tunable beaming and filtering at terahertz frequencies |