Акустооптический модулятор на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к области вычислительной техники. Изобретение позволяет повысить дифракционную эффективность на единицу акустической мощности путем выполнения планерного оптического волновода модулятора в виде усеченного с двух сторон тонкостенного тела вращения, в частности цилиндра или конуса. При этом электроакустический преобразователь размещен на одном из торцов тела вращения . В случае выполнения волновода в виде конуса преобразователь разме-. щается на торце, противоположном основанию конуса, а призмы ввода и вывода света выполняются в виде одной равнобедренной призмы, размещенной у основания конуса. В результате распространения света по спирали длина взаимодействия световой и акустической волны увеличивается, что повышает дифракционную эффективность. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л N5 to 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3811293/24-24 3808839/24-24 (22) 31.10.84 (46) 15.04.86. Вюл. У 14 (72) А.Е.Васильев, А.А.Румянцев и В.И.Копп (53) 681. 333 (088. 8) (6) Wave Electron, 1978, 4, У 4, 355.

Проблемы современной радиотехники и электроники. М.: Наука, 1980, с. 348, рис. 10. (54) АКУСТООПТИЧЕСКИИ МОДУЛЯТОР НА

ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники. Изобретение позволяет повысить дифракционную эффективность на единицу акустической мощности путем выполнения и

„„SU„„1224775 (я) 4 С 02 Р 1/11 С 06 С 9 00 оптического волновода модулятора в виде усеченного с двух сторон тонкостенного тела вращения, в частности цилиндра или конуса. При этом электроакустический преобразователь pasмещен на одном иэ торцов тела вращения. В случае выполнения волновода в виде конуса преобразователь разме-. щается на торце, противоположном основанию конуса, а призмы ввода и вывода света выполняются в виде одной равнобедренной призмы, размещенной у основания конуса. В результате распространения света по спирали длина взаимодействия световой и акустической волны увеличивается, что повышает дифракционную эффективность.

Ззп флы Зил, 1 122

Изобретение относится к устройствам акустооптики и предназначено для использования в устройствах оптической обработки информации.

Целью настоящего изобретения является повышение дифракционной эффективности на единицу акустической мощности. Дополнительной целью изобретения является также расширение полосы частот и упрощение конструкции.

На фиг,1 представлен вариант схе" мы модулятора в цилиндрическом исполнении; на фиг,2 — то же, в коническом исполнении; на фиг,З вЂ” то же, с объединением призм ввода и вывода.

Акустооптический модулятор (АОМ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ) содержит планарный оптический волновод i выполненный в виде yce" ченного с двух сторон тонкостенного тела-вращения, в частности цилиндра (фиг.1) или конуса (фиг.2 и 3), электроакустический преобразователь 2 и призмы ввода 3 и вывода 4 света. На фигурах также изображены входной аптический луч 5, направление распрост. ранения ПАВ 6, дифрагированный 7 и недифрагированный 8 лучи, АОМ на ПАВ работает следующим образом.

На призму ввода света 3 оптический луч падает таким образом, что фронт IIAB он пересекает под углом

Брэгга 0 . От призмы ввода 3 до призмы вывода 4 свет в волноводе 1 будет., распространяться по спирали. При этом длина взаимодействия будет определяться числом витков N, которое сделает свет между призмами ввода и вывода

N 27< R

L соз ВБ У где R — радиус цилиндра.

В режиме Брэгга дифракционная эффективность f выражается через акустическую мощность P и длину взаимодействия следующим образом;

° 2

sin (— — — --;" Fq P --).

A,ñas В -1 2

4775

50!

О

2

В описываемом АОМ на ПАВ выполнение планарного волновода в виде цилиндрической поверхности обеспечивает увеличение длины взаимодействия света со звуком, что позволяет уменьшить акустическую мощность, необходимую для получения высокой дифракционной эффективности. Длина взаимодействия при взаимодействии света с расходящимися акустическими волнами прямо пропорциональна апертуре электроакустического преобразователя ПАВ и обратно пропорциональна расходимости акустических волн, Полоса час.до тот д1 в таком АОМ прямо пропорциональна расходимости акустических волн.

На фиг.2 на призму ввода света 3 входной оптический луч 5 падает так, что фронт расходящихся ПАВ он пересекает под углом g . Причем, при движении луча света от призмы ввода до призмы вывода угол g меняется в пределах В - he/ 0 +ьО, Диапазон изменения угла <Р (ь6) определяется из требуемой полосы

4Г устройства. Длина взаимодейстйо вия L будет определяться числом витков, которое сделает свет от призмы ввода до призмы вывода, При конструкции АОМ на расходящихся ПАВ (фиг,3) входной оптический луч 5 после нескольких витков возвращается к призме 3. Причем, во время своего движения фронт ПАВ световой луч будет пересекать под углом, изменяющимся в диапазоне — АО ф -hQ .

В предлагаемом АОМ на расходящихся

ПАВ выполнение планарного волновода в виде конической поверхности обеспечивает увеличение длины взаимодействия света со звуком, что позволяет уменьшить акустическую мощность, необходимую для получения высокой дифракционной эффективности. Объединение призм ввода и вывода в одну равнобедренную призму позволяет упростить конструкцию АОМ на расходящихся ПАВ, Формула изобретения где М

2 коэффициент акустаоптическога качества, зависящий от параметров материала, интеграл перекрытия светового и акустического полей; длина волны света в вакууме; длина волны звука на центральной частоте f

1. Акустооптический модулятор на поверхностных акустических волнах, содержащий планарный оптический волновод, электроакустический преобразователь и призмы ввода и вывода света, размещенные на поверхности оптического волновода, при этом направления

1224775 распространения акустических и оптических волн ориентированы под углом

Брэгга, отличающийся тем, что, с целью повышения дифракционной эффективности на единицу акустической мощности, планарнв и оптический волновод выполнен в виде усеченного с двух сторон тонкостенного тела вращения, на одном торце которого размещен электроакустический преобразова- 10 тель.

2. Модулятор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что тело вращения представляет собой цилиндр.

3, Модулятор по п,l, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения полосы частот за счет расходящихся акустических волн, тело вращения представляет собой усеченный конус, при этом электроакустический преобразователь размещен на торце, противоположном основанию конуса.

4. Модулятор по пп.1 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, призмы ввода и вывода света выполнены в виде равнобедренной призмы, размещенной у основания конуса.

Составитель Г.Зелинский

Редактор И.Слободяник Техред И.Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 1950/47 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4