Электрооптический дефлектор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(57) Электрооптический дефлектор, включающий оптически согласованные электрооптические призмы на поперечном эффекте, составленные в единый оптический блок, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен электрооптической прямой треугольной призмой с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно, перпендикулярным между собой входной и выходной граням, остальные электрооптические призмы выполнены в виде квадратных пластин толщиной, равной апертуре светового пучка, и составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, в которой все электрооптические призмы с одинаковой ориентацией кристаллофизических осей расположены в шахматном порядке, причем в соседних призмах одноименные оси наведенной анизотропии повернуты на угол 90 градусов вокруг их оптической оси, одинаково ориентированной у всех электрооптических призм.(56) 1. Крыжановский В.И. и др. Отражательный электрооптический дефлектор на кристалле //ОМП.10. - С. 26-29, 1978. 2.170074, П 04, 02, 1965 (прототип). Изобретение относится к области оптических методов обработки информации, лазерной технике, лазерной связи, локации, может быть использовано в научном, технологическом и медицинском приборостроении, в частности, в качестве оптического сканатора, коммутатора или амплитудного модулятора. Известен отражательный электрооптический дефлектор поляризованного света 1, который представляет собой призму с полным внутренним отражением падающего на нее светового пучка, выполненную на базе 3547 1 электрооптического кристалла, оптическая ось которого ориентирована перпендикулярно направлению распространения светового пучка и параллельно приложенному управляющему электрическому полю, а одна из осей наведенной анизотропии показателей преломления параллельна вектору поляризации входного светового пучка. Такой дефлектор не позволяет отклонять световые пучки при нормальной температуре с управляющими напряжениями не превышающими тысячу вольт, в угловом диапазоне превышающем один градус вследствие небольшого количества полных внутренних отражений. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электрооптический дефлектор 2, который состоит из последовательности, состоящей из четного числа оптически связанных попеременно перевернутых электрооптических призм, оптическая ось которых ориентирована перпендикулярно направлению распространения светового пучка и параллельно приложенному управляющему электрическому полю, а одна из осей наведенной анизотропии показателей преломления параллельна вектору поляризации входного светового пучка. Такой электрооптический дефлектор рассчитан на отклонение проходящего светового потока за счет преломления света на контактирующих гранях соседних призм вследствие того, что в каждой паре призм при приложении электрического поля одного знака показатель преломления 0 в одной призме изменяется на, а в другой - на -. Такой дефлектор не позволяет получать высокоэффективное отклонение световых пучков без искажения их сечения вследствие того, что отклонение осуществляется только за счет изменения условий преломления света на границе двух сред, которое обуславливает необходимость применения большого количества оптических элементов. Последнее обстоятельство влечет за собой увеличение деполяризации светового пучка, а следовательно, уменьшения отношения сигнал/шум. Технической задачей изобретения является повышение эффективности отклонения и качества отклоненного светового пучка. Поставленная техническая задача решается тем, что дефлектор, включающий оптически согласованные электрооптические призмы на поперечном эффекте, составленные в единый оптический блок, дополнительно снабжен электрооптической прямой треугольной призмой с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно перпендикулярным между собой входной и выходной граням, остальные электрооптические призмы выполнены в виде квадратных пластин толщиной, равной апертуре светового пучка, и составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, в которой все электрооптические призмы с одинаковой ориентацией кристаллофизических осей расположены в шахматном порядке, причем в соседних призмах одноименные оси наведенной анизотропии повернуты на угол 90 градусов вокруг их оптической оси, одинаково ориентированной у всех электрооптических призм. Сущность построения предлагаемого электрооптического дефлектора заключается в оригинальном решении вопроса управления углом отклонения проходящего светового пучка как за счет полного внутреннего отражения, так и за счет преломления света на границе двух сред, что позволяет наиболее эффективно использовать электрооптический материал и достигать тех же характеристик, что и существующие устройства,но с меньшими величинами управляющих напряжений. Причем качество отклоненного светового пучка будет выше, чем у существующих устройств. Сущность изобретения поясняется на фигуре, где 1 - электрооптическая прямая треугольная призма, 2 квадратные электрооптические призмы, составляющие плоскую прямоугольную структуру. Устройство содержит электрооптическую прямую треугольную призму 1 с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно перпендикулярным между собой входной и выходной граням, квадратные электрооптическне призмы 2 толщиной, равной апертуре светового пучка, составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, в которой все электрооптические призмы с одинаковой ориентацией кристаллофизических осей расположены в шахматном порядке, причем в соседних призмах одноименные оси наведенной анизотропии повернуты на угол 90 градусов вокруг их оптической оси, одинаково ориентированной у всех электрооптических призм. Электрооптическая прямая треугольная призма 1 выполнена из электрооптического кристалла, например, оси наведенной анизотропии которого ориентированы параллельно перпендикулярным между собой входной и выходной граням. Квадратные электрооптические призмы 2 выполнены из электрооптического кристалла, например ,оси наведенной анизотропии которых ориентированы параллельно их диагоналям. Электрооптический дефлектор работает следующим образом. В исходном состоянии, то есть при отсутствии управляющего электрического поля, световой пучок, испытавший преломление на входной грани прямой треугольной призмы 1, пройдет все квадратные электрооптические призмы 2 и выйдет после преломления на выходной грани призмы 1 перпендикулярно направлению распространения входного светового пучка,испытав изменения направления своего распространения на угол плюс-минус 90 градусов только при пол 2 3547 1 ном внутреннем отражении на гранях квадратных призм 2, являющихся одновременно границей образованной ими плоской структуры. При приложении вдоль оптической оси , перпендикулярной плоскости рисунка и одинаково ориентированной во всех призмах, управляющего электрического поля в электрооптических призмах произойдет наведение оптической анизотропии. Причем одноименные оси наведенной анизотропии в соседних призмах повернуты на угол 90 градусов вокруг их оптической оси, то есть друг другу параллельны разноименные оси наведенной электрическим полем анизотропии показателей преломления. Поэтому световой пучок будет испытывать соответствующее дополнительное изменение (одного знака) угла отклонения светового пучка от направления его первоначального распространения как при преломлении на границе двух призм, так и при полном внутреннем отражении. Причем величину угла отклонения светового пучка от направления его первоначального распространения на выходе такого дефлектора можно определить из выражения вида где- число полных внутренних отражений в призмах М - число преломлений в электрооптических призмах- электрооптический коэффициент кристалла- величина управляющего напряженияапертура светового пучка. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.