Электрооптическое устройство регулирования интенсивности светового излучения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к евт. свид-ву (22) Заявлено 190681 (21) 3303390/18-25 (31) М. ggl з

G 02 F 1/05 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

t$3) УДК 535.8 (088 ° 8 ) Опубликовано 15.0183. Бюллетень NP 2

Дате опубликования описания 15. 01. 83 A.Â.Aòàìàñü, Л.П.Одерий, A.Ä.Ôåäoðîâñê (72) Авторы изобретения

1 с. .;-; ...., Киевский институт народного хозяйства Ыщк,gА";Коротченко . (71} Заявитель.(54 ) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к оптической технике, а именно к конструкции: систем регулирования и стабилизации интенсивности модулированного светового излучения, и может быть Нс,пользовано при создании оптической и лазерной аппаратуры различного народнохозяйственного назначения.

Известно электрооптическое устройство для регулирования интенсивности светового излучения, содержащее управляющий элемент из монодоменного поляризованного сегнетоэлект рического кристалла с установленными на нем электродами, соединенными с выходом блока управления. Регулирование интенсивности проходящего излучения осуществляется в этом устройстве путем подачи на электроды электрического напряжения, изменяющегося в соответствии с заданным законом регулирования, под дей-ствием которого изменяется величина ослабления проходящего через устройство излучения (1).

Недостатком этого устройства является отсутствие в нем контроля отключения интенсивности выходящего, излучения от заданного закона йзменения.

Наиболее блнзким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электрооптическое устройство регулирования интенсивности светового излучения, содержащее управляющий элемент из монодоменного поляризованного сегнетоэлектрического кристалла с установленными на нем электродами, соединенными с выходом блока управления, поляризаторы, схему контроля интенсивности излучения. На выходе устройства установлен детектор излучения. В этом устройстве регулирование интенсивности излучения осуществляется изменением величины ослабления, достигаемым путем подачи на электроды управляющего элемента изменяющегося управляющего напряжения с блока управления. Изменение напряжения осуществляется с учетом разностного сигнала между напряже нием, снимаеьым с детектора излучения, установленного на выходе устройства, и опорным напряжением, за дающим закон регулирования в частном случае при постоянном опорном напря989518 женин осуществляется стабилизация интенсивности излучения (,2) °

Недостатком такого устройства является сложность конструкции вследствие наличия в нем детектора излучения и узла его крепления. 5

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и повышение отношения сигнал/шум.

Поставленная цель достигается тем, что в электрооптическое устрой- 10 ство содержащее блок управления, схему контроля интенсивности излучения и последовательно установленные по ходу излучения поляризатор, управляющий элемент из монодоменного 15 поляризованного сегнетоэлектрического кристалла с установленными на нем электродами и анализатбр, при этом электроды соединены с выходом блока управления, а выход схемы контроля ро интенсивности излучения соединен со входом блока управления, введены дополнительные электроды, которые размещены на гранях монодоменного поляризованного сегнетоэлектрического кристалла,. перпендикулярных направлению его поляризации и соединены со входом схем контроля интенсивности излучения.

Нанесение на грани управляющего 1 элемента из монодоменного поляризованного сегнетоэлектрического кристалла дополнительных электродов, перпендикулярных направлению поляризации кристалла, а также соединение их со входом схемы контроля обесне чивает снятие пироэлектрического заряда, пропорционального интенсивности проходящего через управляющий элемент излучения, и измерение изменения этой интенсивности, 40

На чертеже изображено предлагае-. мое устройство.

Устройство содержит управлякщий элемент 1 из монодоменного сегнетоэлектрического кристалла, например танталата лития, поляризованного вдоль кристаллографической оси 2, изготовленный таким образом, чтобы направление распространения излучения совпадало с кристаллографической осью У, поляризатор 2, анализатор 3. На боковых гранях управляю- ° щего элемента 1 у его торцов выполнены в виде поясков электроды 4, соединенные с выходом блока управления 5 ° На боковых гранях управляющего элемента 1, перпендикуляр = иых оси Z, установлены дополнительные электроды 6, площадь которых примерно равна 3/4 от площади этих N граней. Электроды 6 соединены с одним из входов 7 схемы контроля 8, представляющей собой функционально схему сравнения, на вход 9 которой подано опорное напряжение. Выход фЯ схемы контроля 8 соединен со входом блока управления 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на электроды

4 управляющего элемента 1 подается упрлвлякщее напряжение. Величина напряжения, поступающего с выхода блока управления 5, находится в диапазоне квазилинейности рабочей характеристики

P Р f(Uo) где Р - интенсивность прошедшего через устройство излучения;

Р, - интенсивность поступающего о на устройство излучения;

0 - напряжение с выхода блока управления 5 (напряжение смещения ).

На вход 9 схемя контроля 8 подается опорное напряжение. Величина опорного напряжения и закон ее изменения находятся в соответствии с заданным законом регулирования интенсивности излучения. При стабилизации интенсивности излучения на вход 9 схемы контроля 8 подается постоянное по величине напряжение.

Величина опорного напряжения равна напряжению, снимаемому с дополнительных электродов 6 при прохож« дении через управляющий элемент 1 излучения с заданной интенсивностью.

Световое излучение, поступающее на вход устройства поляризуется поляризатором 2. При прохождении через управляющий элемент 1 излучение распадается на две ортогонально поляризованные световые волны. На выходе управляющего элемента 1 эти волны оказываются сдвинутыми по фазе одна относительно другой на угол, величина которого зависит от приложенного к электродам 4 напряжения, поступающего с выхода блока управления 5. Анализатор 3 пропускает только компоненты волн с определенной плоскостью поляризации. Интенсивность излучения, прошедшего анализатор 3, зависит от величины сдвига фазы, .т.е. зависит от величины приложенного к электродам 4 напряжения.

При прохождении светового излучения через управлякщий элемент 1 за счет поглощения части излучения материалом, из которого изготовлен управляющий элемент 1, температура последнего изменяется в соответствии с изменением интенсивности проходящего модулированного излучения.

Вследствие пироэлектрических свойств поляризованного монодоменного сегнетоэлектрического кристалла, из которого изготовлен управляющий элемент

1, на его дополнительных электродах

9-89518

ВНИИПИ

Тираж 509 од

6 возникают импульсы напряжения.

Амплитуда импульсов -напряжения на электродах 6 пропорциональна интенсивности излучения. Схемой контроля

8 производится сравнение пироэлектркческоГо напряжения, подаваемого на вход 7, с опорным напряжением, подаваеьым на вход 9. С выхода схема контроля 8 снимается разностный сигнал, несущий информацию о знаке и величине рассогласования интенсивности проходящего излучения относительно заданного ее значения. Пропорционально величине разностного сигнала увеличивается или уменьшается величина напряжения с выхода блока 5. Под действием этого напряжения, поступающего на электроды 4 управляющего элемента 1, изменяется интенсивность излучения на выходе анализатора 3, т.е. на выходе устройства, в соответствии с заданным законом регулирования.

Использование предлагаемого уст.ройства вместо серийнсГ выпускаемого нашей промьыленностью модулятора . МЛ-З, управляющий элемент которого, изготовлен из сегнетоэлектрического кристалла нкобата,лития, в сочетании с известной схемой контроля изменения интенсивности излучения с установленным на выходе модулятора фотоприеиником, позволяет за счет исключения фотоприемника, оптических элементов и узлов их крепления и использования дополнительных электродов упростить конструкцию, снизить габариты и массу, улучшить эксплуаФилиал ППП "Патент"", r. Ужгород, ул.Проектная,4

6 тацнонные характеристики, повысить устойчивость к механическим и климатическим воздействиям.

Формула изобретения

Электрооптическое устройство регулирования интенсивности светового излучения, содержащее блок управ» лення, схему контроля интенсивности излучения к последовательно установленные по ходу излучения поляризатор, управляющий элемент иэ монодоменного поляризованного сегнетоэлектрического. кристалла с установ-, ленными на нем электродаии и анализатор, при этом электроды соедине 5 ны с выходом блока управления, а выход схемы контроля интенсивности излучения соединен со входом блока . управления, о т л к ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструк«

20 цни устройства и повыаения отношения сигнал/шум, в него введены дополнительно электроды, которые размещены на гранях монодоменного поляризованного сегнетоэлектрического

25. кристалла, перпендикулярных направлению его поляризации, и соединены со входом схема контроля ийтенсив-" ности излучения. ,Источники информации, 3g принятые во внимание при экспертизе

1 ° Заявка Японии Р 54-16747, кл. G 02 F 1/03, 1979.

2. Микаэлян A.Ë. и др. Быстродействующие широкополосные электроЗ5 оптические элементы иэ 1МЬОз для систем управления лазерным лучом.

"Квантовая электроника", 1928, т. 5

В 12, с. 2550-2557.