Оптоэлектронный передатчик

Изобретение относится к области оптоэлектронной техники и касается оптоэлектронного передатчика. Оптоэлектронный передатчик состоит из источника питания, лазера, повернутого полупрозрачного отражательного зеркала, корректирующей линзы, электрического модулятора, малогабаритного фотоприемника и автоматического коммутатора. Оптический выход лазера связан через повернутое полупрозрачное отражательное зеркало с оптическим входом корректирующей линзы. Оптический выход корректирующей линзы связан с оптическим входом малогабаритного фотоприемника, имеющего выход, соединенный через электрический модулятор с первым входом автоматического коммутатора. Автоматический коммутатор имеет второй вход и выход, соответственно соединенные с выходом источника питания и со входом лазера. Технический результат заключается в уменьшении габаритов и энергопотребления устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах.

Известен оптоэлектронный передатчик, изложенный в книге И.К. Верещагин. «Введение в оптоэлектронику». М., Высшая школа, 1991 г., стр.62. Он состоит из источника излучения в виде лазера, который может быть выполнен в полупроводниковом исполнении. При этом спектр излучения лазера может быть преобразован в другой спектр. Однако устройство имеет увеличенную громоздкость и габариты.

Известен оптоэлектронный передатчик, изложенный в патенте №2270498 от 19.07.2004 г., опубликованный в БИ №5 от 20.02.2005 г., автор Часовской А.А. В нем используется лазер, корректирующая линза и повернутое отражательное зеркало, которое может быть и полупрозрачным, обеспечивающим отражение половины световой энергии в пространство. Другая половина световой энергии проходит через зеркало и поступает на оптический вход корректирующей линзы. Накачка внутри лазера может осуществляться благодаря подаче напряжения с блока питания в узлы лазера, осуществляющие накачку. После прохождения луча от лазера через корректирующую линзу осуществляется преобразование спектра излучения в другой спектр, обеспечивающий увеличение мощности излучения лазера. В состав устройства может входить электрический модулятор, выдающий команду на импульсное или непрерывное излучение лазера. Однако габариты устройства не всегда удовлетворяют предъявленным требованиям. В предлагаемом устройстве уменьшаются его габариты без уменьшения мощности излучения.

Достигается это введением малогабаритного фотоприемника и автоматического коммутатора, при этом оптический выход корректирующей линзы связан с оптическим входом малогабаритного фотоприемника, имеющего выход, соединенный через электрический модулятор с первым входом автоматического коммутатора, имеющего второй вход и выход, соответственно соединенные с выходом источника питания и с входом лазера.

На фигуре 1 и в тексте приняты следующие обозначения

1 - малогабаритный фотоприемник

2 - корректирующая линза

3 - повернутое полупрозрачное отражательное зеркало

4 - лазер

5 - автоматический коммутатор

6 - источник питания

7 - электрический модулятор,

при этом оптический выход лазера 4 связан через повернутое полупрозрачное отражательное зеркало 3, через корректирующую линзу 2 с оптическим входом малогабаритного фотоприемника 1, имеющего выход, соединенный через электрический модулятор 7 с первым входом автоматического коммутатора 5, второй вход и выход которого соответственно соединены с выходом источника питания 6 и входом лазера 4.

Устройство работает следующим образом.

Источник 6 выдает постоянное напряжение уменьшенной мощности через автоматический коммутатор 5 на вход лазера 4 для осуществления его накачки. При этом коммутатор подключает источник питания к лазеру при отсутствии напряжения на другом входе коммутатора. В результате лазер формирует световой поток, который проходит через повернутое полупрозрачное отражательное зеркало 3, и часть энергии поступает в пространство, отразившись от зеркала 3, а часть - в корректирующую линзу 2, которая обеспечивает сопряжение этого луча с чувствительными элементами малогабаритного фотоприемника 1, где осуществляется преобразование световой энергии в электрический сигнал. Размер фотоприемника может составлять несколько миллиметров, а его конкретное исполнение представлено в книге A.M. Василевский и др. «Оптическая электроника». Энергоатомиздат, 1990 г., стр.32. Далее напряжение, величина которого зависит от мощности излучения, поступает в электрический модулятор, формирующей непрерывный или квазенепрерывный сигнал, следующий через вышеупомянутый автоматический коммутатор 5 на вход лазера. При этом коммутатор 5 при наличии сигнала от модулятора 7 отключает от лазера источник питания 6 и подключает модулятор 7 к лазеру.

Пример исполнения автоматического коммутатора представлен в книге А.С. Траубе, В.Г. Миргородский. «Электроника и основы автоматики». М., Высшая школа, 1985 г., стр.142, 143. В зависимости от сигнала, поступающего с модулятора 7, лазер 4 излучает непрерывную или импульсную световую энергию. При этом мощность излучения увеличивается, частота импульсов может составлять, например, 100 Гц. Далее вышеупомянутый процесс повторяется многократно, и обеспечивается лавинообразное увеличение напряжения с выхода фотоприемника и мощность излучения лазера. Объясняется это тем, что по мере увеличения напряжения для накачки увеличивается энергия этой накачки, а следовательно, и величина ее поступления на активную среду лазера 4.

В качестве лазера может быть использован, например, малогабаритный диодный лазер, представленный в книге Ю. Айхлер. «Мир физики и техники», «Лазеры, исполнение, управление, применение». Техносфера, М., 2012 г., стр.193-196. В данном устройстве излучение является однородным и обеспечивается положительная обратная связь с преобразованием оптической энергии в электрическую. Выход световой энергии осуществляется путем отражения ее от повернутого полупрозрачного отражательного зеркала 3.

С помощью предлагаемого устройства обеспечивается достаточная мощность излучения при уменьшенном потреблении энергоресурсов, что обеспечивает увеличение энергосбережения.

Устройство можно использовать в системах, требующих малогабаритного исполнения. Возможен вариант, когда вместо повернутого полупрозрачного отражательного зеркала используется электрооптическое отклоняющее устройство. Однако при этом увеличиваются габариты. Предлагаемое устройство можно использовать и в радиотехнических системах.

Оптоэлектронный передатчик, состоящий из источника питания, лазера, повернутого полупрозрачного отражательного зеркала, корректирующей линзы и электрического модулятора, где оптический выход лазера связан через повернутое полупрозрачное отражательное зеркало с оптическим входом корректирующей линзы, отличающийся тем, что введены малогабаритный фотоприемник и автоматический коммутатор, при этом оптический выход корректирующей линзы связан с оптическим входом малогабаритного фотоприемника, имеющего выход, соединенный через электрический модулятор с первым входом автоматического коммутатора, имеющего второй вход и выход, соответственно соединенные с выходом источника питания и с входом лазера.