SU1645929A1 - Многопроходный электрооптический модул тор когерентного излучени - Google Patents

Abstract

Многопроходный электрооптический модул тор когерентного излучени  относитс  к области квантовой электроники. Цель изобретени  - увеличение надежности и уменьшение оптических потерь. В модул тор включена формирующа  оптика, выполненна  в виде N плосковыпуклых линз с отражающими покрыти ми на сферических торцах, а на входе и выходе модул тора установлены пр моугольные призмы, у каждой из которых одна из граней расположена относительно оси пр моугольной электро-- оптической  чейки под углом Брюстера, причем призмы и формирующа  оптика установлены на оптический контакт к торцам электрооптической  чейки. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к квантовой электронике и может быть использовано в коммерческих лини х св зи, локационных системах и марологии.

Целью изобретени   вл етс  увеличение надежности и уменьшение оптических потерь.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что предлагаемый многопроходный модул тор , выполненный в виде сборного моноблока , содеожит электрооптическую  чейку с электродами, общее основание и дополнительные элементы: оптику, формирующую излучение на каждом проходе, выполненную в виде плосковыпуклых линз с отражающими покрыти ми на сферических поверхност х, входную и выходную призмы и плоские пластины, причем последние установлены на торцах основани , а формирующа  оптика, входна  и выходна  призмы наход тс  в оптическом контакте с совмещенными в одной плоскости торцами электрооптической  чейки и гран ми плоских пластин, при этом одна из граней каждой призмы расположена относительно оси электрооптической  чейки под углом а 0fe - Л , где 6fc - угол Брюстера ;А - угол падени  излучени  на отражающие поверхности формирующей оптики

Угол между наклонными гран ми призм и толщина плосковыпуклых линз выбираютс  такими, чтобы при заданных длине и ширине электрооптической  чейки обеспечить ввод излучени  под углом Брюстера и максимальное число проходов излучени  через нее. Толщина электрооптической  чейки и радиус кривизны линз выбираютс  с учетом минимизации дифракционных потерь при переходе излучени  из линзы в электрооптическую  чейку. Плоские оптически полированные торцы электрооптической  чейки, в оптическом контакте с которыми наход тс  призмы и линзы формирующей оптики, параллельны друг другу с точностью

Ё

(

ел ю го о

не хуже 30 угловых секунд и не имеют просветл ющих покрытий. Плоские пластины, устанавливаемые на торцах основани , увеличивают площадь оптического контакта и повышают надежность устройства. Основание модул тора выполнено из металла, коэффициент температурного расширени  (КТР) которого близок к КТР используемого в модул торе электрооптического материала , из которого выполнены все перечисленные элементы сборного моноблока модул тора.

На фиг, 1 изображен многопроходный электрооптический модул тор когерентного излучени , общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - ход лучей.

Сборный оптический моноблок модул тора содержит пр моугольные входную и выходную призмы 1, линзы 2 с отражающими покрыти ми 3 на их сферических торцах (оптика, формирующа  излучение на каждом проходе), пр моугольную электрооптическую  чейку 4 с верхним и нижним электронами 5 и 6 укрепленную вместе с призмами, формирующей оптикой и плоскими пластинами 7 на основании 8.

На фиг. 1 введены обозначени : угол между наклонными гран ми призм; t - толщина плосковыпуклых линз; I, d и b - соответственно длина, толщина и ширина электрбоптической  чейки.

Модул тор работает следующим образом .

Излучение, введенное в модул тор, распростран етс  внутри кристалла, как показано на фиг. 1. При этом линзы с отражающими покрыти ми работают как внутренние зеркала (излучение падает на отражающее покрытие со стороны матери ала линзы), обеспечива  тем самым ми нимальное число границ воздуха - электрооптическа  среда (две границы). Использование внутренней оптики позвол ет надежно защитить поверхность отражающего покрыти  от вли ни  атмосферы. например, слоем лака, увеличив этим надежность устройства в сложных услови х эксплуатации.

При прохождении через кристалл излучение взаимодействует с управл ющим электрическим полем, измен   свою фазу. Электрическое поле при этом создаетс  с помощью нижнего и верхнего электродов 5 и 6. Оптическое излучение при входе в электрооптический кристалл и выходе из него взаимодействует не с просветл ющими покрыти ми , лучева  прочность которых ограничена , а с поверхностью кристалла. прочность которой существенно выше

-

В предлагаемом устройстве уменьшение оптических потерь, обусловленных отражени ми излучени  от торцов электрооптического кристалла, ввиду отсутстви 

просветл ющих покрытий, обеспечиваетс  специальной формой входной и выходной призм, на рабочие поверхности которых излучение падает под углом Брюстера.

Входна  и выходна  призмы, а также

плоские поверхности формирующей оптики наход тс  в оптическом контакте с торцами электрооптической  чейки. С целью увеличени  площади оптического контакта и повышени  за счет этого надежности устройства на торцах основани  установлены плоские пластины из электрооптического материала так, что одна их широких граней пластин приклеиваетс  к основанию, а друга  образует с входным (выходным) торцом

пр моугольной электрооптической  чейки плоскость.

Луч, падающий под углом Брюстера на поверхность входной призмы в точке О (фиг. 3), преломл етс  и распростран етс  в электрооптической  чейке без отражений на границах призма -  чейка и  чейка - формирующа  линза, так как эти элементы наход тс  в оптическом контакте. Направление распространени  луча составл ет с осью

 чейки и оптической осью формирующей линзы угол Д , выбираемый при оптимизации параметров модул тора и завис щий от длины  чейки, числа проходов и т.д. По свойству угла Брюстера направление, соответствующее отраженному лучу, составл ет с направлением преломленного луча пр мой угол, поэтому

40

Oi О Ь1 л

- л/2 л/1 - Gfe .

так как La OOi Д, то

45

а о b a 00i +Z0i 0 b  /2 - 0Б + Д,

но а О b -/. так как имеет с ним взаимно перпендикул рные стороны. Следовательно , ft -л/2 - Эб + Д.

Таким образом, выбрав при оптимизации конструкции модул тора угол Ди зна  величину угла Брюстера (tg Qfe - n , где n - коэффициент преломлени  материала призмы ), можно однозначно определить величину угла при вершине призмы (ft), котора  обеспечит при вводе излучени  в модул тор под углом Брюстера требуемое многократное распространение его в модул торе по заданной траектории

Угол о. показан на чертеже и, как следует из и ABC,

а л -fi-x/2 6fe - Л.

Уменьшение оптических потерь в предлагаемом модул торе достигаетс  за счет сведени  к минимуму (к двум) числа границ воздух - электрооптическа  среда и отказа от просветл ющих покрытий. На просветл ющих покрыти х за счет их неидеальности происходит частичное рассе ние и поглощение света, характеризующеес  суммарными потер ми (3Пр . Величина 5пр при одном взаимодействии света с покрытием составл ет в лучшем случае (5inp 2-3 % (современный отечественный технологический уровень в дес тимикронном диапазоне ). В N-проходных модул торах величина (5пр может достигать больших значений. В предлагаемом модул торе 5Пр 0 благодар  установке формирующей оптики и входной (выходной) призм на оптический контакт с торцами электрооптической  чейки, а также благодар  выбору формы призмы, обеспечивающей ввод излучени  в модул тор под углом Брюсте- ра.

Таким образом, использование предлагаемого модул тора позвол ет увеличить надежность и уменьшить оптические потери за счет отсутстви  просветл ющих покрытий , свести к минимуму число границ воздух - электрооптическа  среда и исполь0

5

0

5

0

зовать формирующую оптику, выполненную в виде внутренних зеркал.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Многопроходный электрооптический модул тор когерентного излучени , выполненный в виде сборного моноблока, включающего электрооптическую  чейку с электродами, установленную на основании, и формирующую оптику, отличающий- с   тем, что, с целью увеличени  надежности и уменьшени  оптических потерь, в состав моноблока введены плоские пластины, установленные между формирующей оптикой и торцам/ основани , а также входна  и выходна  пр моугольные призмы, при этом электрооптическа   чейка выполнена пр моугольной , а формирующа  оптика выполнена в виде N плосковыпуклых линз с отражающими покрыти ми на сферических торцах, оптические оси которых сдвинуты на рассто ни , обеспечивающие (N 1)- кратное прохождение излучени  в электрооптической  чейке, причем грани плоских пластин и торцы электрооптической  чейки наход тс  в оптическом контакте с гран ми входной и выходной пр моугольных призм и формирующей оптики, при этом углы / при вершинах входной и выходной пр моугольных призм, прилегающие к тор- цам электрооптической  чейки, равны

   + Д.

   а-л ,

   где

   8fe - угол Брюстера; Л - угол падени  излучени  на торцы электроолтической  чейки.

   Фиг.З