SU959014A1 - Устройство дл однополосной модул ции - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к оптическим модул торам и может быть использовано в схемах оптического гетеродинироваии  в системах св зи и в измерительных устройствах.

Известно устройство дл  получени  однополосного сигнала, содержащее два пол ризатора, две четвертьволновые пластинки, электрооптический кристалл с двум  парами электродов, источник модулирующего сигнала и фазовращатель 1 .

Недостатком такого устройства  вл етс  сложность создани  вращающего-. с  модулирующего электрического пол  З11ачительной величины, а также необходимость использовани  однородных элеактрооптических кристаллов, дл  которых имеет место минимальна  деформац;1Я элипсоида показателей преломлени  при вращении однородного электрического пол .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  получени  однополосной модул ции, содержащее два фазовых модул тора, выполненные из электрооптических кристаллов, развернутых на 90, причем один из модул торов подключен непосредственно к источнику управл ющего напр жени , а другой через фазовращатель 2.

К его недостаткам относитс  узкий динамический диапазон модулирующих частот.

Целью изобретени   вл етс  .расширение динамического диапазона модулирующих частот.

10

Это достигаетс  за счет того, что в устройство дл  однополосной модул ции , содержащее два фазовых модул тора , выполненных из злектрооптических кристаллов развернутых на 90,

15 причем один из модул торов подключен .непосредственно к источнику управл ющего напр жени , а другбй - через фазовращатель, дополнительно введены источник посто нного напр жени , приз20 ма Волластона и интерферометр, состо щий из двух полупрозрачных и двух глухих зеркал, в котором между полупрозрачным и зеркалами, а так же между глухими зеркалами установлено по од25 ному фазовому модул тору, при этом оба фазовых модул тора дополнительно подключены к источнику посто нного напр жени , а призма Волластона расположена после полупрозрачного зерка30 ла на выходе интерферометра. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства, на фиг.2 - взаимна  ориентаци  кристаллов в модул торах и призмы Волластона. Устройство содержит лазер 1 с лучом 2, интерферометр, состо щий из двух полупрозрачных зеркал 3 и 4 и двух глухих зеркал 5 и б, фазовый модул тор 7, расположенный в одном из плеч интерферометра на пути луча 8, и фазовый модул тор 9 - на пути луча 10, источник управл ющего сигнала 11 фазовращатель 12, источник посто нного напр жени  13, призму Волластона 14, котора  расщепл ет луч 15 на два луча 16 и 17. Устройство работает следующим обратом . Лазер 1 излучает линейно пол ризованное излучение 2, которое направл етс  в интерферометр. Оси электрооптических кристаллов фазовых модул торов 7 и 9, работающих на поперечном электрооптическом эффек те, и призмы 14 по отношению к плоскости пол ризации луча 2 ориентируютс , как показано на фиг.2 Управл ющее синусоидальное напр жение от источника модулирующего сигнала 11 подаетс  на модул тор 9 и, кроме того, через фазовращатель 12 на.модул тор 7. Причем управл ющие напр жени , сдвинутые по фазе на 90°, прикладываютс  вдоль оси кристалла 001 как в модул торе 7, так и в модул торе 9 Одновременно на кристаллы модул торов 7 и 9 подаетс  посто нное напр жение от источника посто нного напр жени  13, обеспечивающее 90° сдвиг по фазе между двум  взаимно ортогональными компонентами луча 15, после смещени  лучей 8 и 9 на выходе интерферометра Дл  того, чтобы разность фаз, св занна  с электрооптическим эффектом, суммировалась, необходимо соблюдать соответствующую пол рность напр жени  подаваемого на кристаллы модул торов 7 и 9. Особенностью схемы  вл етс  автоматическое соблюдение условий температурной компенсации естественного двулучепреломлени , которое имеет место, при выбранной ориентации осе двух электрических кристаллов одинако вой геометрической формы. Таким образом , при одинаковом уходе температуры кристаллов модул торов 7 и 9, разност фаз, св занна  с естественным двулуче преломлением, равна нулю. Если измен етс  длина волны излучени  лазера 1, то необходимо с помощью регулируемого источника посто нного напр жени  13 установить такое напр жение, подаваемое на кристаллы модул торов 7 и 9, чтобы после призмы Волластона 14 в направлении луча 16, соответствующем линейно пол ризованной компоненте вдоль оси ОУ {фиг.1), излучение отсутствовало. После этого необходимо подать посто нное напр жение на кристаллы от источника 13, уменьшив его предварительно в два раза при помощи образцового делител  напр жени , и затем включить источник модулирующего сигнала 11. В рассматриваемом устройстве каждый из модул торов 7 и 9 осуществл ет фазовую модул цию соответствующей компоненты излучени , поэтому посто нна  фазовой девиации определ етс , например, дл  электрооптических кристаллов , принадлежащих к классу 42 m выражением Ф L к - гп J ,где HQ - показатель преломлени  дл  обыкновенной волны; , - электрооптический коэффициент; V - амплитуда модулирующего напр жени ,I - длина кристалла; d - толщина кристалла. Известно, что выражение дл  спектра колебани  с фазовой модул цией, можно представить в виде р дов функции Бессел  первого рода, который содержит члены, соответствующие несущей частоте ш лазера, и бесконечное число членов, соответствующих частотам верхней и нижней боковых полос, кратных модулирующей частоте ио|д, амплитуды составл ющих которых завис т от функции Бессел , аргументом которых  вл етс  посто нна  фазовой девиации ф . Если посто нна  фазовой девиации Ф мала, , то заметное значение имеют амплитуды несущей и первых боковых полос. Поэтому очевидно, что в этом случае после призмы Волластона 14 в направлении 17 будет распростран тьс  излучение с подавлением одной боковой полосы, спектр которого содержит частоты (лз -и(Юц-ш) . В устройстве возможно расширить динамический диапазон модулирующих частот от 0,1 до 100 МГц. Кроме того, устройство можйо использовать при изменении длины волны излучени , используемого дл  однополосной модул ции , дл  этого необходимо только изменить величину посто нного напр жени , подаваемого на кристаллы фазовых модул торов. Устройство может найти применение при осуществлении систем оптической св зи, а также в измерительных устройствах , например, примен емых в авиации: в многокомпонентных лазерных допплеровских измерител х скорости, работающих одновременно на нескольких длинах волн.

Claims (2)

1.Патент США 3204104, 50-199, опублик. 1965, ,

2.Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модул ции и сканировани  света.

., Наука, 1970, с.37-38 (прототип):

L v«

. 3 flfvim

Dfff О фиг .1