Электрооптический дискретный дефлектор

с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 526844 Своз Саветскик Социалистических Реслублин(51) М. Государственный номнт 23) итет Совета Министров ССС ло делам изобретений(45) Дата опубликования описания 25.11.76 открытии 72) Автор изобретен 71) ЗаявительС, А, Коновалова на, ордена Октябрьскойвого Красного Знамени Г. В. Плеханова(54) ЭЛ ЕКТРОО ПТИ Ч ЕСК И Й ДИСКРЕТНЫИ ДЕФЛЕКТОР 2 щ+ 1) 4у П;1 - з 1 п / 9 а,О где; - толщина -го сло енинградский ордена Ле Революции и ордена Тругорный институт и Изобретение относится к оптической обработке информации и может использоваться, вчастности, в оптических запоминающих устройствах, устройствах ввода, вывода и отобракения иноформации и т. п.Известны электрооптические дискретныедефлекторы, содержащие источник,поляризо.ванного излучения, электрооптический переключатель поляризации, поляризационныйдискриминатор параллельного смещения луча11, 21.Переключатель поляризации и поляризационный,дискриминатор составляют двоичнуюячейку, управляющую выходным положениемлуча. Если отклоняющее устройство имеет Фтаких ячеек, можно получить 2 н выходных полокений луча.Известен также электрооптический дефлектор, содержащий двоичные отклоняющие ячейки, каждая из которых включает в себя электрооптический переключатель поляризации,отклоняющий и отражающий элементы, устанозленные под углом к направлению световоголуча 31. Отклоняющий элемент представляет собой пластину из двулучепреломляющегоматериала, сквозь которую излучение проходит, либо отражается от нее, в зависимости отполяризации излучения, направляемого цапластину от электрооптического переключателя поляризации,Однако известные устройства обладают общими недостатками, заключающимися в высоком управляющем напряжении и связанными с величиной управляющего напряжения огра цичением частоты следования управляющихимпульсов напряжения. Ограничецие частоты следования импульсов приводит к уменьшению объема перерабатываемой устройством информации10 Цель изобретения - уменьшение управляющего напряжения и соответственно повы.шение диапазона рабочих частот.Это достигается тем, что в предлагаемомдефлокторе в качестве электрооптического переключателя поляризации ц отклоняющего элемента двоичной ячейки служит электрооптический ицтерференционцый фильтр, расположенный под углом,к цаправлецшо светового лучавыполненный из прозрачной подложки ц нанесенных на нее чередующихся слоез электрооптического ц неэлектрооптичеокого материалов, толщина которых удовлетворяет соотношениюи( ь 77 у - показатели преломления (-- 1)-Го и 1-Го слоев соответственно;Л - длина волны излучения источника;т - целое число;я;, - угол падения луча ца -йслой,а отражающий элемент расположен на рас. стоянии д = й 2 ф - +211 д ф от электрооптпческого пнтерференциоццого фильтра, где Й - диамегр светового луча; ф - величина угло. вой расходимости излучения; 1 - расстояние от источника излучения до фильтра Й-й ячейки. Электрооптические пцтерференционцые фильтры могут быть снабжены элсктродами или помещены в СВЧ-резистор для создания в ниф управляющего электрического поля,Для упрощения настройки дефлектора указанные слои электрооптического пнтерференционного фильтра могут оыть нанесены на одну из наклонных граней четырехгранной призмы с острым углом при,вершине в 45, у которой высоты входной и выходной граней равны расстоянию д между электрооптическим ицтерференцианнььм фильтром и отражающим элементом соответствующей ячейки.На фиг. 1 представлена общая схема предлагаемого дефлектора; на фиг, 2 - вариант выполнения двоичной ячейки.Дефлектор содержит источник линейно поляризованного излучения 1, электрооптические элементы 2, отражающее зеркало 3, блок 4 формировапия управляющих напряжений. Каждый электрооптичеакий элемент 2 и отра. жающее зеркало 3 составляют двоичную ячейку, определяющую выходное положение луча, Элекрооптический элемент 2 представляет собой расположенный под углом 45,к направлению оптической оси устройства электрооц тический интерференционцый фильтр.При отсутствии управляющего напряжения на элементе 2 полоса пропускания фильтра совпадает со спектральной шириной излучения источника, а при приложении управляю щего, напряжения смещается па величину, равную или большую спектральной ширины излучения источника.Источник излучения ориентируется таким образом, чтобы его линейно поляризованное излучение являлось бы для электрооптического элемента Я- или Р-компонентой, т. е. вектор Е излучения должен лежать в плоскости падения или быть,перпендикулярным к плоскости падения.Предлагаемый дефлектор работает следующим образом.Если на электрооптическом элементе 2 управляющее напряжение отсутствует, то излу. чение источника проходит через элемент, нс меняя своего первоначального направления, Если же на этот элемент подано сформированное в блоке 4 управляющее напряжение, полоса пропускания электрооптического элемец. 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ч 9 та 2 смещается, и излучение уже це профодиг через элемент 2, а отражается от него и попадает на зеркало 3, после отражения от которого световое излучение идет параллель;ю первоначальному направлению ца определенном расстоянии от,него. Таким образом, дво пчная ячейка, состоящая из элементов 2 и зеркала 3, обеспечивает два возможных выход ныф положения луча. Для того чтобы ца выходе дефлектора получить ряд последовательныф положений луча, каждая последующая ячейка должна смещать луч на расстояние, в два раза большее, чем предыдущая. Это усло. вие выполняегся, если отражающие зеркала установлены на расстоянии от соответствующиф электрооптическиф элементов, определяе. мом соотношением д = 0 2-+2 l1 д ,Управляющее напряжение, необходимое для смещения полосы пропускания элемента 2, формируется в блоке 4 в,виде прямоуголь ныф импульсов, подаваемыф ца электроды, создающие электрическое поле для электрооптических слоев, Электрооптический элемен г можно также устанавливать в СВЧ-резонаторе, электрически соединенном с блоком формирования управляющего напряжения.Использование двоичной ячейки в форле, показанной на фиг. 2, упрощает настройку де ф л ектор а.Слои ицтерференционного фильтра наносятся на грань А призмы. Роль зеркала в этом случае играет грань В, параллельная фильтру. Потери при отракении от этой грани практически равны нулю, так как угол падения на эту грань световых лучей превосходит угол полного, внутреннего отражения,Использование предлагаемого дефлектора позволяет значительно понизить управляющее напряжение. В известных устройствах используют обычно в качестве электрооптическиф элементов кристаллы КДРДКДР или ниобата лития. Управляющие напряжения в этих случаях лежат в диапазоне от 2 до 9 кв (для видимой области, спектра) . Электрооптические кристаллы с более низкими управляющими напряжениями,в настоящее время в дискрет. цыф дефлектораф не применяются из-за иф небольшиф размеров и низкого оптического,качества.В,предлагаемом дефлекторе управляющее напряжение определяется шириной спектральной полосы излучения источника, электроопти. чесними,коэффициентами применяемого электрооптического материала и числом слоев фильтра. Так, при использовании 15-слойного ицтерференционного фильтра из чередующифся слоев ХпЯ и криолита для сдвига полосы пропускания фильтра достагочцо управляющего напряжения порядка 10 в, т. е, управляющее напряжение в предлагаемом дефлекторе нижне, чем в известных, почти на три порядка. Предельно возможная частота следо. вания управляющих импульсов уже не опре,Г,й-. Формула изобретения Источники информации, принятые во вни 1 ание при экспертизе:1. катыс Г, П. и др. Модуляция п отклонение оптического излучения, Ч., 1967, с, 154.2. Патент США Лв 3513323, кл. 250 в 2.19.05.70.35 3. Патент Франции М 1585171, кл. С 02 11/00, 09.01.70. (прототип),игСоставитель Н. РешетниковРедактор Е. Караулова Текред 3, ТараненкоКорректор И. Симки Заказ 1024/15 бб Изд.1777 ЫИИПИ Государственного ком по делам изобрет Москва, Ж.35, РауПоди испоССР Тираж 654 тета Совета Министров ний и открытий шская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент деляется величиной управляющего напряжения, а зависит лишь от частотных характеристин электрооптического эффекта и может до. стигать 10 в ги, 1 с,роме того, снижение управляющего напряжения приводит к большой экономии потребляемой дефлектором электрической энергии, пропорциональной квадрату управляющего напряжения.Предлагаемый дефлектор может быть использован для отклонения полихроматпческого излучения без какой-либо дополнительной ахроматизации его оптического блока. В этом случае полоса,пропуакания фильтра должна вмещать весь спектральный диапазон излуче ния, а управляющее напряжение быть достаточным для смещения этой полосы. Электрооптический дискретный дефлектор, содержащий двоичные отклоняющие ячейки, каждая из которых включает в себя электро- оптический переключатель поляризации, отклоняющий и отражающий элементы, установленные под углом к направленшо светового луча, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью уменьшения управляющего напряжения, в качестве электрооптического переключателя поляризации и овклоняющего элемента двоичной ячейки служит электрооптический интерференционный фильтр, расположенный под углом к направлению светового луча, выполненный из прозрачной подложки и нанесенных на нее чередующихся слоев электрооптического и неэлектрооптичеокого материалов, толщина которых удовлетворяет соотношеншо гпе /; - толщина -го слоя;и; - показатель преломления 1-го слоя; . - длина золны излучения;т - целое число;ст,; 1 - угол, падения луча на г-й слой, а отражающий элемент расположен на расстояшш г/ = 0 2" +2/1 о; от электро- оптического пнтерференционного фильтра, где 0 - диаметр светового луча; ф - ,величина угловой расходимости излучения;- расстояние от источника излучения до фильтра Й-и ячейки,2. ЭлектрооптнческиЙ дискретный дефлектор по п. 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что указанные слои нанесены на одну из наклонных граней четырехгранной призмы с острым углом при вершине в 45, у которой высоты входной и выходной граней равны расстояншо сГ между электрооптическим интерференционным фильтром и отражающим элементом соответствующей ячейки.