Магнитооптический модулятор света

О П И С А Н И Е 408256ИЗОБРЕТЕ Н ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства1 22 Заявлено 02.Х 1.1971 ( 1711117/26-25 присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытийПриоритет535.8(088,8) публиковано 1 О.Х 1.1973. Бюллетень4ата опубликования описания 10.17.1974 Г 14вторы обретен М. В, Четкин, 1 О. С, Дидосян и А, Я, Червоне Московский государственный университет им. М аявите омонос ГНИТООПТИЧЕС МОДУЛЯТОР СВЕТА Изо сти к к дуляци ников, ских лИзве феррит облас 1 спектр полей бретение относится к оптике, в частнотагцитооптическим устройствам для мои излучения лазеров и тепловых источи может быть использовано в оптичеициях связи и передачи информации, стные фарадеевские модуляторы на ах-гранатах работают в инфракрасной и и не работают в видимой области а и требуют управляющих магнитных порядка ста эрстед. Известны также модуляторы ца ортоферритах, работающих в видимой области спектра,принцип действия которых основан на пульсации цилиндрических доменов в пластине, 15вырезанной перпендикулярно к оси слабогоферромагнетизма - оси с,Однако известные модуляторы характеризуются большими потерями. (Через систему поляризатор-анализатор проходит не более 1/00 20доли света источника; столь значительные потери энергии излучения обусловлены большим двупреломлением ортоферритов вдольнаправлений, не совпадающих с оптическимиосями. Большая величина двупреломления 25приводит к тому, что при распространениисвета вдоль оси с невозможна, строго говоря,реализация эффекта Фарадея и наблюдаемоеизменение интенсивности проходящего светапе превышает нескольких процентов). 30 Кроме того, для разных длин волн падаю.щего излучения необходимо изготавливатьпластины ортоферритов различной толщины,иначе при изменении длины волны модуляциябудет быстро уменьшаться и, в частности, становиться нулевой.Целью изобретения является спикение оптических потерь, уменьшение управляющихмощностей и увеличение рабочего диапазоначастот.Для этого в модуляторе пластина из ортоферрита выполнена с оптической осью, нормальной к плоскости пластины, а полосовыедомены в пластине ориентированы параллельно градиенту внешнего постоянного магнитного поля.Изобретение пояснено чертежами,На фиг. 1 приведена кристаллографическаяориентация пластины ортоферрита; на фиг.2 - условия создания подвижных клицовидных доменов в пластине ортоферрита; цафиг. 3 приведена принципиальная схема модулятора,Магнитооптический модулятор света содержит источник излучения 1 (например, лазерс длиной волны излучения 1=0,63,цкц), поляризатор 2, собирающие линзы 3 и 4, токопровод для модулирующего сигнала 5, пластина ортоферрита 6, клиновидный домен 7 (а иб в д положения домена для разных зна35 40 45 чений модулирующего сигнала), домен 8 с противоположно направленным магнитным моментом, поворотный механизм 9, анализатор 10, приемник излучения 11.Из монокристалла ортоферрита вырезают пластину в плоскости, нормальной к оптиче ской оси. Оптическая ось в диспрозиевом ортоферрите лежит в плоскости О - с и при Л=0,63 мкм составляет с осью с угол 52. В такой пластине в отсутствие внешнего поля образуется система параллельных полосовых доменов, направление которых совпадает с проекцией оси с на плоскость пластины (см. фиг. 1). Если такую пластину поместить в постоянное магнитное поле с градиентом, совпадающим по направлению с полосовыми доменами (см. фиг. 2) в пластине образуются специфические клиновидпые домены, имеющие весьма высокую подвижность вдоль проекции оси с. Это объясняется анизотропией магнитных свойств в пластине ортоферрита, вырезанной под углом к плоскости а - 6, Наложение крайне малых, порядка эрстенда, модулирующих полей позволяет создавать возвратно-поступательное движение клиновидного домена. Модулятор работает следующим образом.Луч света от источника 1, пройдя через поляризатор 2, становится линейно-поляризованным и посредством линзы 3 фокусируется на определенный (порядок 10 мкм) участок ортоферрита, который под воздействием переменного магнитного поля токопровода 5 становится попеременно занятым то доменом 7, то доменом 8. После прохождения через пластину ортоферрита первоначальная поляризация излучения благодаря эффекту Фарадея оказывается повернутой на некоторый угол, величина которого зависит от толщины пластины, а знак - от направления магнитного момента домена. Анализатор 10 установлен таким образом, чтобы полностью гасить свет одной поляризации и пропускать излучение другой поляризации, которое затем линзой 4 фокусируется на приемник излучения 11. 5 10 15 20 25 30 ЦПоложение оптической оси ортоферритои различно для различных длин волн излучения: при Л= - 0,63 мкм оптическая ось диспрозиевого ортоферрита составляет с осью с угол 52, при Л= 1,15 мкм - угол 47, при Л=1,8 мкм - 45,5. С дальнейшим ростом длины волны дисперсия уменьшается и в интервале 1,8 - 3,39 мкм положение оси изменяется менее чем на 0,5. Поворотный механизм 9, ось вращения которого совпадает с кристаллографической осью а, дает возможность направлять оптическую ось ортоферрита вдоль луча света при различных длинах волн излучения, причем угол поворота не зависит от толщины пластины.Стопроцентная глубина модуляции при Л=0,63 мкм достигается использованием диспрозиевой пластины толщиной 110 мкм и оптические потери определяются исключительно коэффициентом поглощения ортоферрита, т. е. на два порядка ниже, чем в известных типах модуляторов. Независимое управление большим количеством клиновидных доменов может обеспечить создание сложных магнитооптических систем типа видеотелефона. Помещение пластины ортоферрита со множеством клиновидных доменов в однородное переменное магнитное поле позволяет модулировать несфокусированный поток света на частотах до 10 гц. Предмет изобретенияМагнитооптический модулятор света, содержащий пластину из ортоферрита, источник света, линзы, поляризатор, анализатор, источники внешних переменного и постоянно. го магнитных полей, приемник излучения, отличающийся тем, что с целью снижения оптических потерь, уменьшения управляющих мощностей и увеличения рабочего диапазона частот, в нем пластина ортоферрита выполнена с оптической осью, нормальной к плоскости пластины, а полосо вые домены в пластине ориентированы парал. лельно градиенту внешнего постоянного маг нитного поля,Фиг 3 Составитель В. ЗверевТехред А. Камышникова Корректор Л. Орлова Редактор ф. Хлебников Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 794/2 Изд, М 327 Тираж 55 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К.35, Раушская паб., д. 4/5