Устройство определения поляризационных параметров излучения полупроводникового лазера

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

с он мм НАЦИОНАЛЬНЬТИ ЦЕНСГР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЬ 1 ХПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(72) Авторы Колесников Вячеслав Михайлович Манак Иван Степанович(73) Патентообладатель Белорусский госу дарственный университет (ВУ)УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ поляризационных характеристик ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛЗЗЕРЗ, содержащее поляризационный И фОТОПРИЕМНЫЙ бЛОКИ, ОТЛИЧЗЮЩЕЕСЯ ТЕМ,ЧТО СОДЕРЖИТ объектив-анаморфот В сочетании С коллимационнь 1 м ОбЪЕКТИВОМ, располоЖЕННЫЕ ПО ХОДУ луча лазера ПЕРЕД поляризационным бЛОКОМ, камерный ОбЪЕКТИВ И ОПТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ ПЕРЕД фОТОПРИЕМНЫМ бЛОКОМ, ПРИЧЕМ поляризационный бЛОК ВЫПОЛНЕН В ВИДЕ СКЛЕЕННЫХ ПРИЗМ, на грани КОТОРОГО, ОбРаЩЕННОЙ К ЛУЧУ лазера, расположена ЧЕТвертьволновая пластина, заполняющая ПОЛОВИНУ апертуры поляризационного блока.Изобретение относится к области когерентной оптики и может быть использовано при построении лазерно-оптических измерительных и информационно-вь 1 числительнь 1 х систем.Известен поляриметр, использующий расЩепители светового потока 1, с помощью которого получают четыре компоненты интенсивности для определения вектора Стокса. В методе разветвленные лучи подвергаются одному или нескольким количествам полных внутренних отражений от граней призм. Разветвленные лучи поступают в оптическое волокно и далее на фотодетекторы. Конструкция рассчитана так, чтобы сохранить большую часть полезной энергии. После получения сигналов решается система четырех уравнений с четырьмя неизвестными. Определение состояния поляризации и степени поляризации производится с использованием матричного формализма Мюллера.При всех достоинствах метода при измерениях всегда присутствует ошибка, снижающая достоверность результата. Для получения сигнальной информации исследуемое излучение в различных каналах имеет различное количество отражений, а известно, что при любом взаимодействии света со средами меняются параметры поляризации, причем эти изменения различны для различных типов поляризации выходного излучения.Наиболее близким вариантом построения поляриметра является патент 77 О 01/42749 2. Основная идея заключается в том, что для получения необходимой информации 7 ь/4-пластинка и поляроид вращаются во встречных направлениях и производится отсчет в моменты времени, соответствующие нужным взаимным расположениям этих элементов. Недостатком метода являются механические перемещения, во-первых, это приводит к неточности отсчета, во-вторых, информация выводится с разнесением по времени, что при всех преимуществах метода исключает режим работы в реальном масштабе времени, исключает также исследование одиночных импульсов излучения лазера.В основу изобретения положена задача получения поляризационных характеристик излучения полупроводникового лазера в реальном масштабе времени.Поставленная задача решается таким образом, что в оптическую схему поляриметра вводится поляризационный блок, позволяющий произвести пространственное разделение информационных каналов измерения интенсивностей, необходимых для определения параметров вектора Стокса, полностью характеризующего поляризационные характеристики исходного излучения.Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве определения поляризационных характеристик излучения полупроводникового лазера, содержащем поляризационный и фотоприемный блоки, устройство содержит объектив-анаморфот в сочетании с коллимационным объективом, расположенные по ходу луча лазера перед поляризационным блоком, камерный объектив и оптическую систему перед фотоприемным блоком,причем поляризационный блок выполнен в виде склеенных призм, на грани которого, обращенной к лучу лазера, расположена четвертьволновая пластина, заполняющая половину апертуры поляризационного блока.Сущность изобретения поясняется фиг. 1, фиг. 2. На фиг. 1 показана общая схема устройства измерения поляризационных характеристик излучения полупроводникового лазера. Излучение полупроводникового лазера 1 передается объективом-анаморфотом 2, исправляющим астигматизм в структуре исходного пучка излучения, в коллиматорный объектив 3,расширяющий и коллимирующий излучение до размеров, позволяющих обеспечить устойчивую работу поляризационного блока 4, особенностью которого является то, что в вертикальном сечении производится по линейному закону поворот плоскости пропускания от 9 О до -9 О по отношению к горизонтали, причем в горизонтальных сечениях угол плоскости поляризации остается постоянным. Такое построение поляризационного устройства позволяет выделить зоны в пучке излучения, в которых плоскость поляризации ориентирована под углами 9 О, 45, О, -45, -9 О к горизонтали.На фиг. 2 показан поляризационный блок, представляющий из себя кубик, склеенный из двух призм лево- и правовращающего кварца 1. На кубик в определенных областях нанесены 7 ь/4 пластинки 2. Далее излучение посредством камерного объектива 5 и оптической системы 6, формирующей шесть измерительных каналов, поступает на фотоприемное устройство 7, которое вырабатывает необходимую информацию для вычисления параметров вектора Стокса, по которым вычисляются поляризационные характеристики исходного пучка излучения.Поставленная задача решается таким образом, что излучение полупроводникового лазера, проходя через объектив-анаморфот, образует стигматический пучок излучения, что позволяет оптимально производить коллимацию и дает возможность коллиматорному объективу расширить пучок до размеров входной апертуры поляризационного блока. Приэтом часть апертуры перекрыта 7 ь/4 пластинкой. Поляризационный кубик состоит из двухчастей право- И левовращающего кварца, что дает возможность линейного изменения угла поворота плоскости поляризации от 9 О до -9 О по отношению К горизонтали, вариации угла поворота зависят от высоты по апертуре блока. Преобразование проходящего излучения в общем виде можно пояснить следующим образом.Падающее излучение представляется векторомЕо А - д (1) В р 1/2 Где А И В - аМПЛИТуДЫ КОЛебаНИЙ ЭЛеКТрИЧеСКОГО вектора В ДВУХ ГЛаВНЫХ ПЛОСКОСТЯХ р 5 1 (2) А 2характеризует степень поляризации излучения источника. Коэффициент полного гашения для поляризатора с номером 1 будетГДС рк И 7 - амплитуды колебаний ИЗЛУЧВНИЯ на ВЫХОДС поляризатора, ПЛОСКОСТЬ ПОЛЯРИЗЗЦИИ КОТОРОГО параллельна СООТВВТСТВУЪОЩИМ бОЛЬШОЙ И малой ОСЯМ эллипса КОЛСОЗНИЙ.Если 1-поляризатор поворачивается на угол 01 по отношению К (1 - 1)-поляризатору, то колебание на выходе после 1-поляризатора выражается/дехр(1 бк 0111 01 д ук ехр 1 бд 0 005010 1 Колебание на выходе поляризационного устройства, имеющего 11 поляриметров, будет Еп МЕ 0 (б) где характеристическая матрица устройстваОЧСВИДНО, ИНТСНСИВНОСТЬ ПРОШВДШСГО ИЗЛУЧСНИЯ буДСТКубик представляет собой комбинацию из двух поляризаторов с дополнением на двух каналах Ж/4 пластинки. Главные оси компонент кубика повернуты по отношению к компоненту А падающего света на углы 011 и (011 012), характеристическая матрицаВерхняя половина кубика характерна доминированием первого поляризатора, причемугол вращения плоскости поляризации изменяется от 001 до 0 (середина кубика). Коэффициент пропускания в этом случае будет1 р Нижняя половина кубика характерна доминированием второго поляризатора, тогда справедливо 2 2 12 1 2Пластинка 70/4 вносит изменения только в фазу излучения, т.е. интенсивность излучения опись 1 вается системой двух поляризаторов.Калибровка устройства, т.е. определение Шести зон формирования информационных сигналов, производится по источнику с калиброваннь 1 м эллипсом поляризации. В качестве приемника излучения применяется твердотельная камера, в которой программно задается опрос по координатам, соответствующим информационнь 1 м зонам.Таким образом, в устройстве в сравнении с прототипом отсутствуют механические перемещения элементов (70/4 пластинки и поляроида), требующих строгой пространственной фиксации, а также поскольку информация для вь 1 числения параметров вектора Стокса поступает синхронно, то поляризационнь 1 е характеристики излучения полупроводникового лазера определяются в реальном масштабе времени.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: G01J 4/00

Метки: полупроводникового, излучения, лазера, устройство, поляризационных, параметров, определения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-10017-ustrojjstvo-opredeleniya-polyarizacionnyh-parametrov-izlucheniya-poluprovodnikovogo-lazera.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство определения поляризационных параметров излучения полупроводникового лазера</a>

Похожие патенты