Призма амплитудного фарадеевского невзаимного элемента

(51) М. Кл. Н 01 з 30 аДюЖф осударственныи комитеСовета Мннистраа СССРпо делам изобретенийи открытийДата опубликования описания 12.05,76 2) Авторы изобретени Е, Ф, Ищенко, В. Н. Курятов и О. С. Окаровсковский ордена Ленина энергетический институт(Ы) ПРИЗМА АМПЛИТУДНОГО АРАДЕЕВСКОГО НЕВЗАИМНОГО ЭЛЕМЕНТА+агсс геп ь прелоззлеиструктва ярпзующий мат посто прадерпзмы; 1 - ко д - угол, характ иная вское Изобретение относится к области квантовой электроники, к оптическим элементам, создающим амплитудную невзаимпость в кольцевом оптическом ивантовом генераторе (КОКГ) .Для создания амплитудной невзаямности встречных волн КОКГ обычно применяется фарадеевокий невзаимный элемент (ФНЭ), состоящий из двух ромбов Френеля, поворачивающих плоскость поляризации встречных лучей взаимно, и магнитоптического вращателя Фарадея, поворачивающего плоскость поляризации этих лучей невзаимно. Такой ФНЭ содержит грани полного внутреннего отражения и взаимно параллельные входную и выходуто бростеровсоие грани.Недостатки таких ФНЭ следующие: нетехнологичность из-за сложности изготовления, сборки и юстировки;ненадежность при эосплуата интенсивных пучках света из-за при ия оптического:контакта;ненадежность при эксплуатации в жестких механико-климатических условиях из-за применения составной конструкции и оптического еонтакта;большое обратное рассеяние, обусловленное значительным числом полированных поверхностей;большие суммарные потери, определяемые в осповпоз Напкеп 5 смзи оптисскпзи сто- лази, так как показатель пзелозлоция материала ромба Френеля должен быть п 1,5,пз-за чего не могут оыть применены многие5 малопоглощающие материалы.Целью изобретения является повышениенадежности и технолоьччностп,коатструкцппФНЭ, а также уменьшение суммарных потерьэнергии.о Это достигается тем, что предлагаемаяпризма амплитудного фарадеевского невзаимного элемента выполнена монолитной пз малопоглощающего опт:ческого материала, например кварцевого стекла, при этом любые15 две соприкасающиеся грани полного внутреннего отражен:я (ПБО) образуют между собой угол 90, а входная и выходная брюстеровские грани параллельны и составляют среорами призмы угол р, определяемый соот 20 ношением,3вращение и задающий невзаимные потери энергии для встречных лучей.На фиг. 1 - показан общий вид предлагаемой многогранной призмы и ход луча в ней в аксонометрии; на фиг. 2 - общий вид призмы и ход луча в ней в трех проекциях: а - проекция на плоскость ХОЛ, б - проекция на плоскость УОЯ, в - проекция на плоскость ХОУ,При этом последовательный ход луча отмечен буквами русского алфавита, а его направление - стрелой.Амплитудный ФНЭ представляет собой многогранную монолитную призму, выполненную из малопоглощающего оптичеакого материала, в которую входят: входная грань 1 (а Ь, Ь, е), образующая с параллельными ребрами 2, 3, 4, 5 угол , определяемый соотношением показанным выше; графини ПВО 6 - а, Ь, с, д; 7 - а, с 1, , е, 8 - е, Ь, д, 1, 9 - Ь, с, д, Ь, из которых любые две соприкасающиеся грани образуют между собой угол 90, выходная рань 10 (Й, с, д, 1) параллельна графини 1.Описьиваемое устройсзво работает следующим образом.Линейно-поляризованный луч, распространяющийся внутри КОКГ, падает пад углом Брюстера на,входную грань 1 (отрезок а, б), преломляезся на ней и под углом, обеспечивающим ПВО, падает на перовуо отражающую грань 6 (отрезок б - в). претерпевая послвдовательно ПВО на гранях 7, 8, 9, луч на отрезке е, ж оказывается линейно поляризованным, при этом плоскость поляризации этого луча повернута относительно плоскости поляризации луча на отрезке б в (или а б) на малый угол а, Накладывая вдоль отрезка еи магнитное поле, обеспечивающее невзаимный поворот плоакости поляризации для встречных лучей на угол а, получим - :невзаимные потери энергии для встречных лучей на брюстеровских гранях 1 и 10 рассматриваемого ФНЭ. 4882764Таким образом, амплитудный ФНЭ, изготовленный из малопоглощающего оптичеокого материала в виде монолитной многогранной призмы, обеспечивает: технологичность5 конструкции так как не требуется примененияоптического контакта и сложных сборочноюстировочных работ;эксплуатационную надежность ввиду того, что ФНЭ изготовлен из монолитного кус ка материала;минимальную величину образного рассеяния, определяемую только чистотой полированных поверхностей;малые оуммарные потери энергии,5Предмет изобретения20 Призма амплитудного Фарадеевского невзаимного элемента, содержащая графини полного,внутреннего отражения, а также параллельные вхщную и выходную брюстеровокие грани, отличающаяся тем, что с целью повы 25 щения надежности и технологичности, конструкции, уменьшения суммарных потерь энергии, любые две соприкасающиеся грани полного внутпренпего отражения образуют между собой прямой угол, а перпендикулярное этим30 граням сечение представляет ивадрат, лриэтом входная и выходная грани составляютс ребрами призмы угол у, определяемый соотношениемр = 90 - агс 1 дп +35+2 и1 + 1;сг2 п 2 п-40 где и - показатель преломления материала призмы, /г - конструкзивная постоянная, а - угол, характеризующий фарадеевское вращение и задающий невзаимные потери энергии для встречных волн.ектор Н. А бина Изд,1911осударственного комитета Совпо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушск од НИИПИ ОТ, Загорский филиа Редактор Заказ 545