Модулятор интенсивности лазерного излучения

оюэ соВетски циАлистичеснСПУБЛИК Н 9) (11 сО 15/21 51)5 С 0 СУД АРСТВЕННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯМи пнт сссР МИТЕТТНРЫТИЯМ ОПИСА ЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРС У СВИДЕТЕЛЬСТ порядка установ чен ам, под е- М(54) МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ЛАЗЕ НОГО ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к моду торам интенсивности лазерного изл чения. Цель изобретения - повышение быстродействия при сохранении высокой мощности модулируемого пу Модулятор содержит оптически связанные, дифракционную решетку-дели к Изобретение относится к модуляторам лазернсго излучения и может быть использовано прн констру нии систем управления интенсивностью лазерного излучения, например, в контрольно-измерительной технике.Цель изсбретения - повьпг ние быстродействия при сохранении высокой ощности модулируемого. пучка.На фиг. 1 приведена схема модулятора ,на фиг.2 - зависимость,эффективности сложения пучков от изменения коэффициента. отражения решетки-смесителя.Модулятор содержит дифракционную решетку.-делитель,1. отражающие зерирова-. м(56) Справочник по лазеред. А.М.Прохорова, т.Сов. радио, 1978, с, 18Авторское свидетельсУ 1382230, кл. С 02 Е 1 2ь излучения с нулевым и первым два отражающих зеркалаенные на оптических осях разделенных пучков и дифракционнуюрешетку-смеситель с нулевым и первым порядками. Решетка-смеситель установлена таким образом, что углымежду оптическими осями каждогоиз разделенных пучков и нормальнок плоскости смесителя равны его углам дифракции разных порядков. Сцелью повышения быстродействия решетка-делитель и решетка-смесительвыполнены так, что их коэффициентыотражения в одном из порядков соответствуют условиям, приведенным вформуле изобретения, При этом наоптической оси пучка с меньшей интенсивностью установлен фазовыйэлектрс оптический элемент. 2 ил. кала 2, 2, дифракционную решеткусмеситель 3, фазовый электроопти: ческий элемент 4. Модулятор работает следующим образом. Пучок входного излучения йадает на решетку-делитель 1. После отражения от нее образуются два пучка (нулевой и первый порядки дифракции). На пути одного.из пучков установлен фазовый электрооптический модулятор 4. Два пуМка, отраженные зеркалами 2, 2, сводятся на решетке-смесителе, после отражения от которой образуются два выходных пучка, соотношение интенсивности которых оп ределяется дополнительной разностью1,й, (г, г + "г,)-г ,иинниальная 1 е /1, "(г, ге " Величина о, определяется максимально допустимой мощностью для электро- оптического элемента Ри должна .быть меньше или равна величине 20 Р мс(с- где Р . - мощность падаю- Р )(оъщего излучения, которая для мощного лазера обычно меньше "1". Будеи считать эту величину известной. Тогда 25 А= К 6)где к = 21-г,)г е2 Г-ге)гееНазовем 8 эффективностью сложения пучков,Значение 8 максимально при г =0,5.Тогдал = 2 1(-,)г,ЗО 35 Последнее равенство показывает, что, модулируя фазу пучка с малой интенсивностью, вследствие эффекта интерференции можно получить глубокую иодуляцию интенсивности выходного 40 пучка, Если, например мощность входного пучка 250 Вт, максимально допустимая для элемента мощность 25 Вт, можно, выбирая для модулятора решеткусиеситель с коэффициентом отражения 4 0,5, а решетку-делитель с коэффици 25ентом = 0,1, получить модуляцию мощности выходного пучка с амплитудой 150 Вт, хотя модулируется при этом фаза пучка мощностью 25 Вт.Предложенное устройство было реализовано для экспериментальной проверки. Для:модуляции фазы бып использован фазовыйэлектрооптический элемент прибора ИЛс максимально допустимой мощностью 25 Вт. Входная мощность модулятора составляла 77 Вт. Источником излучения служил СО-лазер 50.3 1500142 фаз, вносимой фгэзовым электрооптнческим модулятором 4.Если г - коэффициент отражения в дном из порядков решетки"делителя, а г - коэффициент отражения в одном, из порядков решетки-смесителя, отнесенная к входной интенсивности 1) максимальная интенсивность одного из выходных пучков модулятора 1 О ИЛГН. Коэффициент отражения решетки-:делителя был равен 0,1, .а решетки-смесителя 0,5.Элемент устанавливали на пути пучка мощностью 7 Вт, Выходная мощность в одном из выходов модулятора менялась от 56 до 14 Вт, в другом - от 14 до 56 Вт. Амплитуда колебания мощности составила 42 Вт.Таким образом, модулируя фазу пучка, интенсивностью 7 Вт, вследствие интерференции, используя данное техническое решение, можно получить выходное излучение с амплитудой модуляции 42 Вт при входном излучении мощностью 70 Вт. Быстродействие модулятора при этом повысилось до 210 в Гц. Формула изобретенияМодулятор интенсивности лазерного излучения, содержащий оптически связанные дифракционную решетку-делитель излучения с нулевым и первым порядками, два отражающих зеркала, установленные на оптических осях разделенных пучков,.и дифракционную решетку-смеситель с нулевым и первым порядками, причем решетка-смеситель установлена таким образом, что углы между оптическими осями каждого иэ разделенных пучков и нормалью к плоскости смесителя равны его углам дифракции разных порядков, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении мощности модулируемого излучения, решетка-делитель и решеткасмеситель выполнены такими, что ихкоэффициенты отражения в одном из порядков соответствуют условиямР о ЭОЭ г, для решетки дели- Р лазтеля,г = 0,5 для решетки-смесителя,"где Р, ЭОЭ - допустимая дляЭЛЕКтРООПтнг)ЕСКОГОэлемента мощностьизлученияг,-.Р - падающая на решетд( Ъку-делнтель мощность лазерногоизлучения,причем на оптической оси пучка сменьшей интенсивностью установленфазовый электронно-оптический эле.мент.Составитель Л.АрхонтовРедактор Т.федотов Техред Л;Сердюкова Коррек аказ 873 : Тираж 331 . ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Косква, Ж-ЭЬ, Раушская наб.д. 4/5 н, ГКНТ СССР оизводственно-издательский оибинатПатент"г. Ужгород, ул, Гагарина, 1