Кольцевой оптический квантовый генератор

 

О П И С А Н И Е »> 49б878

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ ГВИДЕТЕЛЬСТВУ йоюз Советских

Социалистических

Республик (61) До пол нительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.08.74 (21) 2054045/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

Н 01 S 3/02 (43) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8 (53) УДК 621.375.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 28.02.82 (72) Автор ,изобретения

В. И. Сардыко

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской ССР (71) Заяв лель (54) КОЛЬЦЕВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ

ГЕН EPATOP

Государственный комитет (23) Г1рио ритет—

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании кольцевых оптических квантовых генераторов (ОКГ) для измерения угловых скоростей и перемещений.

В известных кольцевых ОКГ для уменьшения взаимодействия встречных волн и для увеличения диапазона измеряемых скоростей и повышения точности измерения используют дополнительные контуры, содержащие анизотропные элементы, с помощью которых осуществляется управление поляризацией излучения внутри основного контура, В таких ОКГ, состоящих из связанных резонаторов, в дополнительном контуре помещены две ячейки Фарадея, поворачивающие плоскость поляризации на углы

+ 45 и — 45 соответственно, а между ними помещен стопроцентный поляризатор, выделенное направление которого составляет угол 45 относительно плоскости резонатора.

Однако в таком устройстве в результате многопроходности излучения через дополнительный контур частота излучения зависит от настройки периметра дополнительного контура, поэтому данный контур является самостоятельным источником погрешности измерений.

Кроме того, из-за наличия в дополнительном контуре ячеек Фарадея характеристики излучения чувствительны к изменениям магнитных полей на ячейках Фарадея.

5 Цель изобретения — стабилизация режима генерации волн, поляризованных в ортогональных для встречных направлений плоскостях, и уменьшение связи между встречными волнами.

1р Для этого в предлагаемом устройстве в дополнительный контур установлены стопроцентный поляризатор и естественный оптический вращатель с углом поворота плоскости поляризации, равным 90 .

15 На чертеже изображен предлагаемый кольцевой оптический квантовый генератор.

Генератор содержит зеркала 1, 2, 3, 4, 5 и 6, изотропный по поляризации активный элемент 7, стопроцентный поляризатор S, естественный оптический вращатель 9; (Е+, Е1 +, E2 ", E3 + — обозначения световых волн).

Устройство представляет собой кольцевой ОКГ, содержащий основной контур связанных резонаторов, образованный зеркалами 1, 2, 3 и 4, и дополнительный контур, образованный зеркалами 4, 5 и 6. Зеркало 4 выполнено частично прозрачным для излучения и является зеркалом связи двух контуров. Поляризатор 8 выставлен в дополни496878 тельном контуре так, что он пропускает только одну компоненту вектора электрического поля падающей на него световой волны, лежащую в плоскости резонатора или перпендикулярную к ней. В качестве поляризатора могут быть использованы различные поляризационные призмы, пленочные поляроиды и т. д. Естественный оптический вращатель 9 обеспечивает поворот плоскости поляризации на угол 90 . В качестве такого вращателя может быть использована циркулярная фазовая пластинка с разностью набега фаз для двух круговых поляризаций, равной 180 . Может быть также использована линейная фазовая пластинка с разностью набега фаз для двух линейных поляризаций, равной 180 (полуволновая пластинка). При этом пластинка выставляется так, что ее выделенное направление (плоскость поляризации, для которой показатель преломления пластинки максимален) составляет угол 45 с плоскостью резонатора. Тогда полуволновая пластинка в комбинации с зеркалом 5 полностью эквивалентна циркулярной фазовой пластинке с углом поворота плоскости поляризации, равным 90, Таким образом, устройство представляет собой кольцевой ОКГ, у которого одно из зеркал резонатора заменено дополнительным контуром. В этом контуре содержится анизотропное по поляризации устройство, поэтому отражение от этого контура анизотропно по поляризации. Генерация в таком кольцевом ОКГ происходит на излучении, поляризация которого воспроизводится за полный обход основного контура (поляризационное условие генерации).

Устройство работает следующим образом.

Для определенности считают, что поляризатор 8 пропускает Х-ую компоненту вектора напряженности электрического поля световой волны, лежащую в плоскости резонатора, и не пропускает перпендикулярную к ней У-ую компоненту. Световая волна Е+, распространяющаяся из точки P в активном контуре по часовой стрелке, на зеркале связи 4 делится на две световые волны Е1 + и Е + . Световая волна Е2 +, прошедшая зеркало связи, распространяется в дополнительном контуре против часовой стрелки. Полный обход дополнительного контура после прохода через естественный вращатель 9 и поляризатор 8 завершает только У-ая компонента волны Е2+, повернутая благодаря вращателю на угол 90, т. е. после полного обхода волна Е + становится поляризованной в плоскости резонатора.

При дальнейшем распространении в дополнительном контуре и прохождении через естественный вращатель эта волна стано50

Формула изобретения

Кольцевой оптический квантовый генератор, содержащий резонатор, состоящий из изотропного по поляризации основного контура и связанного с ним посредством зеркала связи дополнительного контура, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью стабилизации режима генерации волн, поляризованных в ортогональных для встречных направлений плоскостях, и уменьшения связи между встречными волнами, в дополнительный контур установлены стопроцентный поляризатор и естественный оптический вращатель с углом поворота плоскости поляризации, равным 90 .

4 вится поляризованной в плоскости, перпендикулярной к плоскости резонатора, а затем затухает в поляризаторе 8. Таким образом, световая волна Е2+ совершает только один обход дополнительного контура против часовой стрелки, а после одного обхода в основной контур через зеркало связи 4 возвращается только У-ая компонента волны Е +, повернутая на 90 (волна Ез+). Рас О пространяясь в активном контуре по часовой стрелке, волны Е + и Ез+ возвращаются в точку P. Поскольку основной контур изотропен по поляризации, волна Е + возвращается в точку P поляризованной точно так же, как и исходная волна Е+. Поэтому согласно поляризационному условию генерации, она будет осуществляться на излучении, поляризованном в плоскости резонатора, поскольку волна Е + поляризована в 5 этой плоскости, т. е. исходная волна Е+ должна быть поляризованной в плоскости резонатора. Однако при этом отсутствует

У-ая компонента Е +, и световая волна Ез+ равна нулю. Таким образом, генерация осуществляется при такой поляризации излучения, когда излучение не проходит через дополнительный контур. Аналогично для направления распространения волны в основном контуре против часовой стрелки ге50 нерация происходит на излучении, поляризованном в плоскости, перпендикулярной к плоскости резонатора, поскольку такое излучение не проходит через дополнительный контур в направлении по часовой стрелке.

З5 Таким образом, устройство обеспечивает генерацию на излучении, поляризованном в ортогональных для встречных направлений плоскостях. Частота излучения не зависит от расстройки периметра дополни4р тельного контура, так как генерация осуществляется на излучении, которое не взаимодействует с дополнительным контуром, что позволяет уменьшить связь между встречными волнами. В устройстве не ис45 пользуют магнитооптические элементы, поэтому оно не подвержено влиянию магнитных полей.

496878

Редактор Н. Багирова

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1289

Тираж 629

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлпсполкома