Устройство для однополосной модуляции

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскквСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25,02.81 (21) 3251113/18-25 1 М, Кд.з с присоединением заявки Мо -(23). Приоритет С 02 Г 1/03 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.М.Землянский и В,А.Лоссовский о Знамени институации иевский ордена Трудового Красн инженеров гражданской а(54) УСТРОЙСТВО ЛЯЦ ОДНОПОЛОСНО его напряжения, авращатель 12,кам относится узказон модулирующкх чникуугой управляю через фаэ его недоста ический диа т тся к оптичесет быть испольеского гетерох связи и в ивах.о для получениясодержащее два вертьволновые ический кристалл одов, источники фазовращай час 10 Недостатком такого устр ляется сложность создания ся модулирующего электриче значительной величины, а т ходимость использования од элелтрооптических кристалл торых имеет место минималь маля элипсоида показателе ния при.вращении однородно ческого поля.Наиболее близким к предла является устройство для полу нополосной модуляции, содерж фазовых модулятора, выполнен электрооптических кристаллов нутых на 90 , причем один иэ торов подключен непосредстве ойства яв- вращающегоского поля акже необнородных ов, для коная дефорй преломлего электригаемому чения одащее два ные изразвер- модулянно к исИзобретение относи ким модуляторам и мож зовано в схемах оптич динирования в система мерительных устройствИзвестно устройств однополосного сигнала поляризатора, две чет пластинки, электроопт с дгумя парами электр модулирующего сигналатрлн 11 . Целью изобретения является .расширение динамического диапазона модулрующих частот. Это достигается за счет того, что в устройство для однополосной модуля ции, содержащее два фазовых модулятора, выполненных из электрооптических кристаллов развернутых на 90 причем один из модуляторов подключен непосредственно к источнику управляющего напряжения, а другой - через фаэовращатель, дополнительно введены источник постоянного напряжения, при ма Волластона и интерферометр, состо ящий из двух полупрозрачных и двух глухих зеркал, в котором между полупрозрачными зеркалами, а так же межд глухими зеркалами установлено по одному фазовому модулятору, при этом оба фазовых модулятора дополнительно подключены к источнику постоянного напряжения, а призма Волластона расположена после полупрозрачного зерка ла на выходе интерферометра.Устройство может найти применение при осуществлении систем оптической связи, а также в измерительных устройствах, например, применяемых в авиации: в многокомпонентных лазерных допплеровских измерителях скорости, работающих одновременно на нескольких длинах волн,На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства, на фиг.2 - взаимнаяориентация кристаллов в модуляторахи призмы Волластона,Устройство содержит лазер 1 с лучом 2, интерферометр, состоящий из 5двух полупрозрачных зеркал 3 и 4 идвух глухих зеркал 5 и б, фазовый модулятор 7, расположенный в одном иэплеч интерферометра на пути луча 8,и фазовый модулятор 9 - на пути луча 1010, источник управляющего сигнала 11,фазовращатель 12, источник постоянно-,го напряжения 13, призму Волластона14, которая расщепляет луч 15 на двалуча 16 и 17. 15Устройство работает следующим обра 1 ом,Лазер 1 излучает линейно поляризованное излучение 2, которое направляется в интерферометр.Оси электрооптических кристаллов фазовых модуляторов 7 и 9, работающих на поперечном злектрооптическом эффекте, и призмы 14 по отношению к плоскости поляризации луча 2 ориентируются, как показано на фиг.2 Управляющее синусоидальное напряжение от источника модулирующего сигнала 11 подается на модулятор 9 и, кроме того, через фазовращатель 12 на модулятор 7. Причем управляющие напряжения, сдвинутые по фазе на 90, прикладываются вдоль оси кристалла 001 как в модуляторе 7, так и в модуляторе 9, Одновременно на кристаллы модуляторовз 5 7 и 9 подается постоянное напряжение от источника постоянного напряжения 13, обеспечивающее 90 ф сдвиг по фазе между двумя взаимно ортогональными компонентами луча 15, после смещения 40 лучей 8 и 9 на выходе интерферометра. Для того, чтобы разность фаз, связанная с электрооптическим эффектом,суммировалась, необходимо соблюдать соответствующую полярность напряжения 45 подаваемого на кристаллы модуляторов 7 и 9. Особенностью схемы является автоматическое соблюдение условий температурной компенсации естественного двулучепреломления, которое име ет место при выбранной ориентации осей двух электрических кристаллов одинаковой геометрической Формы. Таким обра-, зом, при одинаковом уходе температуры кристаллов модуляторов 7 и 9, разност фаз, связанная с естественным двулуче преломлением, равна нулю. Если изменяется длина волны излучения лазера 1, то необходимо с помощью регулируемого источника постоянного напряжения 13 установить такое напряжение, подаваемое на кристаллы модуляторов 7 и 9, чтобы после призмы Волластона 14 в направлении луча 1 б, соответствующем линейно поляризованной компоненте вдоль оси ОУ (Фиг.1), излучение 65 отсутствовало. После этого необхОДимо подать постоянное напряжение накристаллы от источника 13, уменьшивего предварительно в два раза при помощи образцового делителя напряжения,и затем включить источник модулирующего сигнала 11,В рассматриваемом устройстве каждый из модуляторов 7 и 9 осуществляет фазовую модуляцию соответствующейкомпоненты излучения, поэтому постоянная Фазовой девиации определяется,например, для электрооптических кристаллов, принадлежащих к классу 42 щвыражением 3Лпф: О,где по - показатель преломления дляобыкновенной волны;ЧЬЪ - электрооптический коэффициент;Ъщ - амплитуда модулирующего напряжения;) - длина кристалла;д - толщина кристалла,Известно, что выражение для спектра колебания с фазовой модуляцией,можно представить в виде рядов функции Бесселя первого рода, которыйсодержитчлены, соответствующие несущей частоте м лазера, и бесконечное число членов, соответствующихчастотам верхней и нижней боковыхполос, кратных модулирующей частоте о , амплитуды составляющих которых зависят от функции Бесселя, аргументом которых является постояннаяФазовой девиации фЕсли постунная Фазовой девиацииф мала, ф-, то заметное значениеимеют амплитуды несущей и первых боковых полос. Поэтому очевидно, чтов этом случае после призмы Волластона 14 в направлении 17 будет распространяться излучение с подавлениемодной боковой полосы, спектр которо,го содержит частоты ы .и(ш- м)В устройстве возможно расширитьдинамический диапазон модулирующихчастот от 0,1 до 100 МГц. Кроме того,устройство можо использовать при изменении длины волны излучения, используемого для однополосной модуляции, для этого необходимо только изменить величину постоянного напряжения, подаваемого на кристаллы фазовых модуляторов.Подписноого комитета СССРний и открытийРаушская наб д.4/5 Заказ 7011/62 ВНИТираж 51ИПИ Государствен по делам изобрет 13035, Москва, Ж"3 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 котором между полупрозрачными зеркалами, а также между глухими зеркаламиустройство для однополосной моду- установлено по одному Фаэовому модуляции, содержащее два фазовых модуля- лятору, причем эти модуляторы подклютора, выполненных из электрооптичес- чены к источнику постоянного напряжеких кристаллов, развернутых на 90 ф, 5 ния, а призма Волластона расположена причем один из модуляторов подключен после полупрозрачного зеркала на вык источнику управляющего напряжения ходе интерферометра. непосредственно, а другой - через фазовращатель, о т л и ч а ю щ е е с я Источники информации, тем, что, с целью расширения диапазо О принятые во вйимание при экспертизе на модулирующих частот в него допол, Патент США Р 3204104, нительно введены источник постоянно- , 250-199, опублик, 1965. го напряжения, призма Волластона и2 Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Меинтерферометр, состоящий из двух полу тоды модуляции и сканирования света. прозрачных и двух глухих зеркал, в 15 М., "Наука", 1970, с.37-38 (прототип);