Оптический преобразователь частоты излучения

О П И С А Н И Е (11)498679ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 03.10,72 (21) 1834888/26-2 присоединением заявки -риоритет -Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийн открытий 53) УДК 621.375.8(43) Опубликовано 05,01.76, Бюллетень М (45) Дата опубликования описания 26.05.7 72) Авторы изобретен Э, Камач, Е, Н. Козловский, Ю. В. Любавский В. М. Овчинников и А, Г. Хаткевич 1) Заявитель(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОЬРАЗОВАТЕЛ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯИзобретение относится к квантовой радиотехнике и может быть использовало при изготовлении генераторов оптических гармоник ипараметрических генераторов света.Известен оптический преобразователь частоты излучения, выполненный в виде призмыс входной и выходной гранями, а также с гранями полного внутреннего отражения. В этойпризме угол наклона грани полного внутреннего отражения выполнен без учета разности 10углов падения и отражения фазовой нормалинеобыкновенной волны, в силу чего обыкновенный и необыкновенный лучи, отраженныеот этой грани, имеют различные направления,что пе позволяет обеспечить большую длину 15 Них взаимодействия, например, при генерацииоптических гармоник.Указанный недостаток устранен в предложенном преобразователе частоты излучения,выполненном в виде призмы, у которой уголмежду одной из диэлектрических осей анизотропного вещества преобразователя и граньюполного внутреннего отражения выбран такимобразом, чтобы одновременно обеспечить выполнение условий векторного сипхронизма и 25 лучеи послесовмещение ортогонально поляризованных лучей преобразуемого излучения, отраженногогранью полного внутреннего отражения. Приэтом угол наклона этой грани к входной грани преобразователя выполнен равным совме- З 0 щенному углу отражения лучей преобразуемого излучения. Призма может быть выполнена из кристаллов как с отрицательным, так и с положительным,двулучепреломлением,Конструкция преобразователя, используемого при генерации вторых гармоник в одноосном кристалле с отрицательным двулучепреломлением, поясняегся чертежом.Оптический преобразователь частоты излучения выполнен в виде призмы с входной гранью 1, гранью 2 полного внутреннего отражения; выходной гранью 3 и гранью 4 полного внутреннего отражения,е использованы 51 - единичный в равленпем распро излучения; 5;" и етственно обыкн волн преобразуех остранении в ани 50 5 с их отражения опринятые а чертеж ектор, совпастрапения преФ5, - лучевые овенной и неого излучения зотроппой среобозначения;чающий с нап ооразуемого векторы соотв обыкновенной при его распр осле гран"О 55 "сотражения от грани 3. Ось 0 - угол межвектор луча ввекторы техграни 4 и по Е - оптическа торои гармонию ке лучей после сле прохождеп я ось кристалла хзо 35 о эо 55 и-Л-(4 Я"- - (и +. и )созду осью 2 и лучом 5 о; а - угол полного внутреннего отражения; и - нормаль к входной граци; и и," - единичные векторы фазовых нормалей отраженных обыкновенной и необы;цовеццых волн чреобразуемого излучеця; ьУ" и У - аца:Огичные векторы для Ооыкцовеццой ц цеобыкцове:Рсй волн второй гармо ИКИ.Устройство работает следующим образом. Неполяризоваццое излучение 5, после грани 1 распадается на ортогонально поляризованцые лучи 5, и 5;, расходящиеся в анизотропцой среде в силу двулучепреломлеция.Угол а (равный углу между гранями 1 и 2) и угол 0 между оптической осью Л и обыкЪновеццым лучом 5 "выбраны таким образом, чтобы после отражения от грани 2 из-за различия углов отражения обыкновенного и не- ОбЫКеИОВЕИНОГО ЛУЧЕ(1 ОНИ раСПрОСтраНяЛИСЬ В одно. направлении "и одновременно выполня ЦСЬ УСЛОВИЯ ВЕгтОЭНОГО СИЦХРОРР 13:а КОТО- рые для оптически рдцоосРых отрицательных и положительных кочсталлов имеют соответстве;по вцд: где Ло и ио - обыкновенный показатель преломления кристалла на длине волны преобразованного и преобразуемого излучения соот-)ветственцо; и, - необыкновенный показатель преломления кристалла на длине волны преобразуемого излучения в направлении и М е - необыкновенный показатель преломления кристалла на длине волны преобразованного излучения в направленГи Хе. При генерации второй гармоники углы О и 0 + для оптически одцоосных отрицательных ц положитсль,ых кристаллов соответственно находятся из выражений:где У - главный показатель преломления кристалла для необыкновенной волны второй гармоцики.Вследствие совмещения направлений век)еторов лучей 5," и 5т. е. направлений распространения энергий соответствующих волн преобразуемого излучения, в предложенном преобразователе достигается резкое увеличение длины взаимодействия, что в сочетании с одновременным выполнением условий векторного синхронизма приводит к существенному повышению эффективности преобразования, После отражения от грани 4 преобразуемое и преооразованное излучения выводятся через грань 3 призмы. Так как для преобразуемого излучения суммарное действие призмы эквивалентно действию плоскопараллельной пластинки, то направления распространения преобразуемого излучения на входе и выходе преобразователя совпадают. В то же самое время из-за дисперсии показателей преломления кристалла направленне вектора луча соответствующей волны преобразованного излучения це совпадает с направлением вектора лучей 5," и 5," ортогонально поляризованных волн преобразуемого излучения.После отражения излучения от грани 4 призмы и преломления на грани 3 угол между направлениями указанных векторов еце больше возрастает, т. е. достигается пространственное разделение преобразуемого и преобразовацного излучения без использования дополнительных дисперсионных элементов илп селектнвных светоделителей (для уменьшения потерь на отражение при выводе преобразованного излучения на грани 3 призмы может быть выполнена технологическая фаска),Наибольшей эффективности преобразования можно достичь установкой преобразователя внутри заккнутого (для преобразуемого излучения) резонатора ОКГ,Формула изобретенияОптический преобразователь частоты излучения в виде призмы с входной гранью и гранью полного внутреннего отражения, выполненной из анизотропного вещества, отличаюиийся тем, что, с целью увеличения длины взаимодейсчвия ортогонально поляризованных волн преобразуемого излучения при векторном синхроцизме, угол между входной гранью и гранью полного внутреннего отражения равен совмещенному углу отражения от последней лучей ортогонально поляризованных волн.4986 9 тавптель И. СтаросельскТехред Т. Курилко Корректор И. Симкин дактор Т рловс каз 493732ЦНИИ Тираж 977митета Совета Минцсттений и открытийтшская наб., д. 4/5 ПодписнСССР ип. Харьк. фил. пред. Патент Изд.188 осударственного кпо делам изобр Москва, Ж, Р