Способ вращения вектора поляризации линейно поляризованного оптического излучения и устройство для его осуществления

(51)5 С 02 Г 1/19 СУДАРСТДЕЛАМ ИЕ ИЗОБ ПИ Ен(46) (2 ) (22) (71) ники НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7.05.90. Бюл. Оф 1798960/31-254,02.87нститут радиотехники и элекН СССР(54) СПОСОБ ВРА 1 ЕППЯ ВЕКТОРА ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛИНЕЙ 1 О ПОЛ 51 Р 1 ЗОВАН 11 ОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГОО СУЩЕ СТВЛГ НИЯ(57) Изобретение относится к областиоптики и может использоваться в оптических системах передачи и обработкиинформации. Цель - уменьшение элиптичности излучения, обеспечение линейности модуляционной характеристикии ее независимости от длины волны, атакже повышение температурной стабильнос 1 и угла поворота вектора поляризации. Линейно поляризованное оптическое излучение последовательно пропускают через два кристалла 2 и 3 определенной длины, обладающих противоположными знаками оптической активности. Предварительно кристаллы 2 и 3 деформируют с одинаковым усилием в направлении, перпендикулярном иаправ лению распространения оптического излучения. Направление. вектора полярйзации исходного оптического излуо ченел устанавливают под углом 5+6 к направлению деформации кристаллов. Величину гредварительной деформации задают такой, чтобы при деформации одного крист;:лла вектор поляризации оптического излучения повернулся нао17+4 , а при деформации обоих кристаллов вернулсл в первоначальное положение. После этого прикладывают к обоим кристаллам деформацию, противоположную по знаку, и одинаковую по величине, определяемой заданным углам поворота вектора поляризации. К боковым граням кристаллов 2 и 3 приклеены пьезопреобразователи 4 и 5, электроды 6,7,8,9 и 10 которых подключены к управляющему и опорному выходам источника напряжения 8. Управляющий выход подключен к двум соединенным между собой электродам 6 и 7 преобразователей 4 и 5. Опорные выходы источника 8 подсоединены к оставшимся электродам 9 и 1 О, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.50 Изобретение относится к областиоптики н может использоваться в оптических системах передачи нФормации,Целью изобретения является уменьшение эллиптичности излучения, обеспечение линейной модуляциогчой характеристики и ее независимости отдлины волны, а также повышение температурной стабильности угла поворота 10плоскости поляризации.На фнг, 1 изображено устройстводля реализации способа; на Фиг;2 приведены расчетные зависимости 8(у) дляоптимальных условий, а также в случае 15когда один иэ параметров Ь,И,Б отличается на определенные значения отоптимальных так, чтобы эллиптнчностьне превысила 5% во всем диапазоне углов поворота вектора поляризации придлине кристалла, удовлетвоояющейсоотношению а Ь = 13 Р - (84+7)ц/180.Предлагаемое устройство (Фиг.1)содержит механический Фиксатор 1, вкотором закреплены оптически активные кристаллы 2 и 3, у которых знаки оптической активности противоположны, например право- и левовращающие кристаллы ТеО либо Ь:10 з, оптические оси кристаллов ориентированы в 30направлении распространения света, Кбоковым граням кристаллов приклееныпьезопреобразователи 4 и 5, ориентираванные .так, что подача на них одинакового напряжения приводит к равнойпо величине и противоположной познаку деформации. фиксатор 1 устроентак, что кристаллы 2 и 3 вместе спреобразователями 4,5 могут вращаться вокруг оптической оси кристаллов.Электроды 6 н 7 преобразователей соединены между собой и на них подаетсяуправляющее напряжение от источника напряжения З,имеющего два независимо регулируемых выхода.К оставшимся электро" 15дам 9 и 10 преобразователей подсоединены опорные выходы источника напряжения,Предлагаемый способ реализуют.следующим образом.Вначале Фиксатор 1 устанавливаюттак, чтобы угол между вектором поляризации входного излучения и направлением деформации составлял И = 15 +, у 46 затем электрод 1 О отсоединяют55от источника напряжения 8 и подаюттакое напряжение между электродами9 и б, чтобы вектор поляризации излучения на выхопе кристаллов 2 и 3 пс. вернулся на угол, равный 17 ф 4, Этоустанавливается с помощью вращающегополяроида 11 и Фотоприемника 12,Затем электрод 10 подсоединяют к источнику 8 и на него подают такоенапряжение, чтобы вектор поляризациивыходного излучения вернулся в исходное положение, т,е. как при отсутствии деформации, что также устанавливается поляроидом 11 и Фотоприемником12, после чего поляроид и Фотоприемник убирают. Устройство прнведено врабочее состояние. Теперь угол поворота вектора поляризации будет пропорционален изменению управляющегонапряжения, подаваемого на электродыби 7.Пример реализации способа,При использовании право- и левовращающих модификаций размерами 5 5"ю 25 мм (каждый из пьеэопреобраэователей типа ПП) на длине волны света Ф = 0,63 мкм величина опорногонапряжения, подаваемого между электродами 9 и 10, составляет = 50 В, Приизменении управляющего напряженияч от -30 до +30 В вектор поляризациивыходного излучения будет вращатьсяна угон от -90 до +90 ,При этом Яне будет превышать 0,08% во всем диапазоне углов, а зависимость Ч" (ч)будет отличаться о т линейной не более, чем ня 1%.На фиг.2 изображены зависимостиэллиптичности света от угля поворотаплоскости поляризации для четырехслучаев: кривая 1 - оптимальный случай: Ь= 3-54;/180, И = 15Ч .= 17 , кривая 11 - Ь: 13 Рй /180, И = 15, с, = 17 , кривая111 - Ь= 13 и -54, и /180, И =21 , Ю = 17 , кривая 17 - Ь13 и -54 /180, И = 15 , ф = 13.Все кривые рассчитаны н следующих условиях: %ф = 063 мкм )на87 град/мм, длина кристаллов25 мм, Видно, что при этих условияхзллиптичность не превышает 5% (в оптимальном случае - 2,7%) при всехположениях вектора поляризации света.Формула изобретения1, Способ нращения вектора полярн зации линейно полнризонанного оптического излуценпн, при осуествленин которого изл",н. пропускают вдоль оптической оси лития-спи активногоз1 й 35 О кристалла, установленного в положение, соответствующее минимуму эллиптичности выходного излучения, прн одновременной деформации кристалла в5 направлении, перпендикулярном направлению распространения оптического излуЧения о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений поляризации излучения за счет уменьшения его эллиптичности, обеспечения линейности модуляционной харак. теристики и ее независимости от длины волны, а также повышения температурной стабильности угла поворота 15 вектора поляризации кристалл предварительно устанавливают в такое положение, что направление вектора поляризации исходного оптического излуо чения составляет угол 15+6 с иаправ пением деформации кристалла, предварительно деформируют кристалл с усилием, обеспечивающим поворот вектора поляризации прошедшего через него излучения на 174 относительно 25 его первоначального направления, пропускают прошедшее через кристалл излучения через второй кристалл со знаком оптической активности, противоположным знаку оптической активности 30 первого кристалла, деформируют второй кристалл так же, как и первый, после чего дополнительно деформируют оба кристалла с одинаковым по величине и противоположным по знаку усилием, соответствующим заданному углу поворота вектора Поляризации оптического измерения. 2. Устройство для вращения вектора40поляризации линейно поляризованногооптического излучения, содержащеепервый оптически активный кристаллс пьезоэлектрическим преобразователем,закрепленным на боковой поверхности 12кристалла, меховичский фиксдтор, к котором закреплен кристалл с пьезоэлектрическим преобрдэовдтелем, установленным с возможностью поворота вокруг оптической осн кристалла и источник напряжения управляющий выход которого подключен к одному электроду пьезоэлектрического преобразователя, а первый опорный выход - к его второму электроду, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения искажений поляризации излучения за счет уменьшения его эллиптичности, обеспечения линейной модуляционной характеристики и ее независимости от длины волны, а также повышения температурной стабильности угла поворота вектора полярпздции, оно дополнительно содержит нтороц оптически активный кристалл со знаком оптической активности противоположным зндку оптической активности. первого кристалла, и второй пьезоэлектрический преобразователь, закрепленный на боковой грани второго кристалла, при этом второй кристалл ориентирован тдк же, как первый и здкреплен совместно с вторым пьезоэлектрическим преобразовдтелем в механическом Фиксато; ре соосно с первым кристдллом, один электрод второго вьеэоэлектрнческого1 преобразователя соединен с упрдвляющим выходом источника напряжения, а другой электрод этого преобразователя соединен с вторым опорньв выходом источника напряжения, причем оба кристалла выполнены одинаковой длиныудовлетворяющей условию180где 3 - вращательная способностькристалла;ш1,2,3,Составитель В,РандоекРед Л, Сердюкова едактор Н.Коляд рректор Л.Патай 46 в 1543 одписн В 303 Иосква,оиэводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,ПИ Госу о делаь рственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4