Способ определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соввтоких Социалистических РеопубликЗависимое от авт. свидетельстваявлено 09.1.1970 1393609/26-25 Кл. б с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 1717.1973. Бюллетень1 Комитет по делам изобретекий и открытий при Совете Миииотрав СССРДК 635.241.13:621.3 (088.8) Дата опубликова описания 12.Л 1.197 вторызобретен чериков и В, В. Кудрявцев В. Заявитель ПОСОЕ О ПРЕДЕЛ ЕН ИЯ АМ ПЛ ИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРА КТЕР И СТИ К МОДУЛЯТОРОВ СВ ЕТАИзобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при измерении модуляции излучения оптических квантовых генераторов непрерывного действия и определении частотных характеристик модуляторов света.Известны способы определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электро- оптических элементов.Диапазон частот и точность измерений при реализации известных способов зависят от частотных характеристик фотодетекторов, мощности генератора управляющего напряжения, стабильности рабочей точки на характеристике просветления модулятора и т. д.Для повышения точности измерений в широком диапазоне частот предложен способ, по которому луч света пропускают последовательно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, промодулированные в противофазе одной и той же низкочастотной огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризованными компонентами светового потока в эталонном элементе и исследуемом модуляторе, а затем по амплитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвиг фаз 2между этими компонентами для различных фиксированных частот высокочастотного управляющего сигнала на модуляторе.На фиг. 1 показана блок-схема одного из5 вариантов устройства, реализующего данныйспособ; на фиг. 2 - формы модулирующих нацряжений на электрооптическом элементе исследуемого модулятора света и на эталонном электрооптическом элементе и формы 10 сдвигов фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча на выходе электрооптического элемента исследуемого модулятора света.Устройство включает в себя оптический 15 квантовый генератор 1 непрерывного действия, эталонный электрооптический элемент 2, электрооптический элемент 3 исследуемого модулятора света, анализатор 4, исследуемый модулятор света 5, фотоприемник 6, регистри рующий прибор 7, генератор 8 фиксированнойвысокой частоты, высокочастотный вольтметр 9, генератор 10 высокой частоты, перестраиваемый в исследуемом диапазоне частот, высокочастотный вольтметр 11, генератор 12 мо дулирующих напряжений,На фиг. 2 приняты следующие обозначения:У, - управляющее (модулирующее) напряжение на электрооптическом элементе иссле дуемого модулятора света; У, - управляю37771 щее напряжение на эталонном электрооптическом элементе; Ь 1 - сдвиг фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча на выходе электроннооптического элемента исследуемого модулятора света (общий случай); Лр 2 - частотный случай Лср имеющий место при равенстве амплитуд сдвигов фаз между двумя взаимно перпендикулярными компонентами светового луча в эталонном электрооптическом элементе и в электрооптическом элементе исследуемого модулятора света,Устройство работает следующим образом.По направлению распространения луча света последовательно устанавливают эталонный электрооптический элемент 2 и модулятор света 5, частотную характеристику которого определяют.На входы обоих приборов подают управляющие высокочастотные напряжения, промодулированные низкочастотной огибающей (типа меандра).Частота управляющего напряжения У лодаваемого на исследуемый модулятор света, меняется по всему рассматриваемому диапазону частот. Частота управляющего напряжения У 2, подаваемого на эталонный электрооптический элемент, фиксирована.Зависимость сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами луча света, создаваемого в эталонном электрооптическом элементе, от величины управляющего напряжения на выбранной фиксированной частоте должна быть известна с достаточной степенью точности.На выходе всей модулирующей системы возникает переменный световой поток, из которого при работе на нелинейном участке характеристики просветления модулятора можно выделить с помощью относительно инерционного фотоприемника б низкочастотную компоненту лромодулированного светового потока, соответствующую огибающей управляющих высокочастотных напряжений.Амплитуда этой низкочастотной компоненты тем меньше, чем ближе совпадают максимальные значения сдвигов фаз Лср, между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами светового луча, создаваемые в эталонном электрооптическом элементе и электрооптическом элементе 3 исследуемого модулятора, При равенстве указанных выше сдвигов фаз Лр 2 регистрирующий прибор 7, например осциллограф, показывает минимумсигнала.Подбирая величину высокочастотного напряжения на эталонном электрооптическом элементе, соответствующую минимуму низкочастотного сигнала на регистрирующем при 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 54боре, добиваются, равенства максимумов сдвигов фаз двух взаимно перпендикулярнополяризованных компонент светового луча, создаваемых в том и другом электрооптических элементах. В этом случае максимальный сдвиг фаз в электрооптическом элементе исследуемого модулятора света находят путем определения равного ему максимального сдвига фаз в эталонном электрооптическом элементе. Его определяют по измеряемому значению амплитуды высокочастотного напряжения, подаваемого на эталонный электрооптический элемент, с помощью известной модуляционной характеристики этого элемента,Указанные операции повторяют для,ряда фиксированных частот в рассматриваемом диапазоне и при этом поддерживают амплитуду высокочастотного напряжения на исследуемом модуляторе и постоянной, и независимой от частоты. Это дает возможность определить зависимость сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярнополяризованными компонентами светового луча от частоты управляющего высокочастотного напряжения. Полученная зависимость, наряду с выбранной рабочей точкой на характеристике просветления модулятора, определяет зависимость глубины модуляции промодулированного светового потока от частоты модулирующего напряжения или амплитудно-частотную характеристику модулятора света,Точность измерений можно существенно повысить, если применить на выходе фотоприемника резонансный усилитель, настроенный на основную гармонику низкочастотной огибающей высокочастотных управляющих напряжений.П,редмет изобретенияСпособ определения амплитудно-частотных характеристик модуляторов света с использованием эталонных электрооптических элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в щироком диапазоне частот, луч света пропускают последовательно через эталонный электрооптический элемент и исследуемый модулятор, на входах которых формируют высокочастотные управляющие сигналы, промодулированные в противофазе одной и той же низкочастотной огибающей, устанавливают равенство сдвигов фаз между поляризованными, компонентами светового потока в эталонном элементе и,исследуемом модуляторе, а затем по амплитуде высокочастотного управляющего сигнала на эталонном элементе определяют сдвив фаз между этими компонентами для различных фиксированных частот высокочастотного управляющего сигнала на модуляторе.Составитель Л. Пирожников Редактор И. Шубина Техред Т. Ускова Корректор Е. Зимина Заказ 1836/13 Изд.1408 Тираж 551 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2