Магнитооптический модулятор света

(51)5 6 02 Е 1/09 А ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ИСАНИЕ Б Я Т РСКОМ ЕТЕЛ ЬСТВУ А вета На пут сный фильтр лиэатор, скре Известен та, в котором щена в кольце железоиттрие ние магнитно кристалле, Ос(57) Сущность изобретения: термостабильность магнитооптического модулятора на Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, к модуляторам света.Известен модулятор инфракрасного излучения,использующий эффект Фарадея в железоиттриевом гранате, в котором замыкание магнитного контура от поля одной катушки осуществлено подковообразной деталью из мягкой стали,Недостатками этого модулятора являются сравнительно большие управляющие токи и размеры, ограничение по верхней допустимой частоте модуляции света (менее 3 кГц) из-за нагрева стали вихревыми. токами, температурная зависимость модуляции света,арадеевский модулятор сверавляющая катушка размеой выточке внутри кристалла го граната так, что замыкапотока происходит в самом атушки совпадает с направоснове ферритового элемента из УзРеБО 12 с катушкой, расположенной в кольцеобразной выточке в кристалле, достигается формированием цепи обратной связи из регулируемого источника напряжения, питающего задающий генератор модулятора. Причем управляющий сигнал формируется дополнительной катушкой связи, расположенной в той же выточке, Эффективность цепи обратной связи обусловлена тем, что термический коэффициент оптической модуляции монотонно зависит от термического коэффициента изменения коэффициента вэаимоиндукции катушек связи и управляющей, 5 ил 1 табл. лением распространения с и света установлены узкополополяризатор, кристалл, анащенный с поляризатором.Недостатком этого модулятора является температурная зависимость коэффициента модуляции света.Целью изобретения является температурная стабилизация коэффициента модуляции светового потока.Цель изобретения достигается тем, что в известном магнитооптическом модуляторе света, содержащем последовательно установленные узкополосный фильтр, скрещенные поляризатор и анализатор, между которыми введен магнитооптически активный кристалл с кольцевой внутренней выточкой, заполненной управляющей катушкой, подключенной к задающему генератору, во внутренней выточке кристалла размещена дополнительная катушка обратной связи, подключенная к регулируемомублоку питания, соединенному с задающим генератором. Это стабилизирует в диапазоне температур коэффициент модуляции светового потока. Температурная стабилизация достигается изменением сигнала во второй катушке обратной связи и регулировкой управляющего тока в первой катушке, подключенной к задающему генератору,На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого модулятора, на фиг. 2 - электрическая блок-схема модулятора; на фиг, 3 - электрическая схема регулируемого блока питания и задающего генератора; на фиг, 4 - характеристика усилителя, входящего в состав регулируемого блока питания; на фиг. 5 - конструкция конкретного сердечника из железоиттриевого граната,На пути света установлены узкополосный фильтр 1, поляризатор 2, магнитооптически активный кристалл из двух секций 3 и 4 с внутренними кольцевыми выточками в каждой, Выточки заполнены управляющей катушкой 5 и катушкой 6 обратной связи, Далее установлен анализатор 7, скрещенный с поляризатором 2, Катушка 6 обратной связи подключена к регулируемому блоку 8 питания, соединенному с задающим генератором 9,На фиг. 3 обозначены; диодный мост 10, входная клемма 11 усилителя 12 (микросхема К 544 УД 1 А), стабилитрон 13 (2 С 156 А), резисторы 14 и 15(например, по 10 к),резистор 16 (например, 1 к), выходная клемма 17 регулируемого блока питания, мультивибратор 18, эмиттерный повторитель 19.На фиг,4 обозначены; Ох - напряжение на клемме 11, Овых - напряжение на клемме 17,Модулятор работает следующим образом.Фильтр 1 используется для повышения кратности модуляции света, так как удельное фарадеевское вращение зависит от длины волны света.При отклонении температуры кристалла и катушек 5 и 6 от исходной (комнатной) изменяются магнитные свойства кристалла и коэффициент передачи сигнала между катушками 5 и 6. Следовательно, в катушке 6 обратной связи изменяется сигнал. Обратная связь на восстановление уровня сигнала в катушке 6 идет через регулируемый блок 8 питания на задающий генератор 9.Проверка работы модулятора при разомкнутой обратной связи при изменении температуры проведена следующим образом,Излучение от полупроводникового лазера с излучаемой длиной волны света 1,35 мкм, сформированное линзой в слаборасхо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дящийся пучок света, посылается через поляризатор, модулятор на железоиттриевом гранате (фиг, 5) и анализатор на германиевый фотодиод. Оси поляризатора и анализатора относительно развернуты на 45. На двухлучевом осциллографе регистрируются сигналы от германиевого фотодиода и с катушки 6 обратной связи. В катушках 5 и 6 по двадцать витков провода, Управляющая катушка 5 эапитывается синусоидальным сигналом от звукового генератора. На цилиндрической поверхности железоиттриевого граната намотано три витка нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм, Изменение температуры кристалла производится изменением тока через нихромовую проволоку,Результаты экспериментов представлены в таблице.Результаты свидетельствуют о хорошей корреляции сигнала от катушки 6 с коэффициентом модуляции света в зависимости от температуры кристалла,При указанных номиналах резисторов зависимость Овых = 1(Овх) приведена на фиг.4,Числа витков обмоток 5 и 6 подбираются такими, что при комнатной температуре напряжение Ох на клемме 11 и опорное напряжение со стабилитрона 13 равны 6 В. Поэтому на клемме 17 Оцх = 6 В. Напряжение Овцх с клеммы 17 является напряжением питания мультивибратора 18 и эмиттерного повторителя 19, т,е. именно величина Ох определяет амплитуду меандра на обмотке катушки 5,При изменении температуры амплитуда напряжения на обмотке 6 изменяется. Если вследствие этого напряжение Ох на клемме 11 понижается, то на клемме 17 напряжение Овых повышается, т.е, повышается амплитуда меандра на обмотке катушки 5. Это повышает напряжение на обмотке катушки 6 так, что Овх становится равным напряжению на стабилитроне 13, Это устойчивое состояние,С помощью соотношения величин резисторов 14 и 15 обратная связь между обмотками экспериментально подбирается для конкретного сердечника 3 и 4, т.е, для конкретной зависимости характеристик модулятора от температуры.Мультивибратор может быть выполнен, например, на микросхеме К 564 АГ 1.Преимуществами предлагаемого модулятора, помимо температурной стабилизации коэффициента модуляции, являются компактность оптической схемы и малое энергопотребление. Температурная стабильность модулятора позволяет повысить класс точности оптической измерительной аппаратуры, в которой он используется, 1728841Формула изобретения Магнитооптический модулятор света, содержащий последовательно оптически связанные узкополосный фильтр, скрещенные поляризатор и анализатор, между которыми расположен магнитооптический активный кристалл УзГе 502 с кольцеобразной внутренней выточкой, в которой расположена катушка, подключенная к задающему генератору, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения температурной ста- Б бильности коэффициента модуляции света,во внутренней выточке кристалла размещена дополнительная катушка обратной связи, подключенная к регулируемому блоку питания, соединенному с задающим генера тором.актор И,Горная Т Корректор А,Осауленк Подписноезобретениям и Открытиям при ГКНТРаушская наб., 4/5 аказ 140 ВНИИ Тираж Государственного комитета 113035, Москва, Ж