Электрооптический дефлектор

(71) Заявитель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(56)170074, 1965, Крыжановский В.И. и др. Отражательный электрооптический дефлектор на кристалле К // ОМП.1978. -10. - С. 26-29,2022307 1, 1994.(57) Электрооптический дефлектор, содержащий оптически согласованные электрооптические призмы на поперечном эффекте, составленные в единый оптический блок, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен соответственно на входе и выходе электрооптическими прямоугольными треугольными призмами с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно гипотенузным граням, а все остальные призмы выполнены в виде прямоугольных пластин с толщиной, равной апертуре светового пучка, и составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, у которой одноименные оси наведенной анизотропии в соседних призмах повернуты на угол 90 вокруг их оптической оси, одинаково ориентированной у всех электрооптических призм, а наведенная анизотропия показателей преломления в разных зонах преломления одной и той же призмы имеет противоположный знак. Изобретение относится к области оптических методов обработки информации, лазерной технике, лазерной связи, локации, в научном, технологическом и медицинском приборостроении, в частности может быть использовано в качестве оптического сканатора или коммутатора. Известен отражательный электрооптический дефлектор поляризованного света 1, который представляет собой призму с полным внутренним отражением падающего на нее светового пучка, выполненной на базе 4720 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, что также значительно ограничивает его быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электрооптический дефлектор 2, который состоит из последовательности, состоящей из четного числа оптически связанных попеременно повернутых 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 с большими скоростями вследствие полного отсутствия согласования фазовых скоростей распространения управляющего электрического сигнала и отклоняемого светового излучения. Технической задачей изобретения является повышение скорости отклонения светового пучка. Поставленная техническая задача решается тем, что электрооптический дефлектор, содержащий оптически согласованные электрооптические призмы на поперечном эффекте, составленные в единый оптический блок, дополнительно снабжен соответственно на входе и выходе электрооптическими прямоугольными треугольными призмами с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно гипотенузным граням, а все остальные призмы выполнены в виде прямоугольных пластин с толщиной, равной апертуре светового пучка, и составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, у которой одноименные оси наведенной анизотропии в соседних призмах повернуты на угол 90 вокруг их оптической оси,одинаково ориентированной у всех электрооптических призм, а наведенная анизотропия показателей преломления в разных зонах преломления одной и той же призмы имеет противоположный знак. 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 более высокого быстродействия за счет частичного согласования фазовых скоростей распространения управляющего электрического сигнала и отклоняемого светового излучения. Сущность изобретения поясняется на фигуре, где 1, 5 - электрооптические прямоугольные треугольные призмы 2, 3, 4 - прямоугольные электрооптические призмы, составляющие плоскую прямоугольную структуру. Устройство содержит соответственно на входе и выходе электрооптические прямоугольные треугольные призмы 1, 5 с осями наведенной анизотропии, ориентированными параллельно гипотенузным граням, прямоугольные электрооптические призмы 2, 3, 4 с толщиной, равной апертуре светового пучка, которые составляют оптически связанную плоскую прямоугольную структуру, у которой одноименные оси наведенной анизотропии в соседних призмах повернуты на угол 90 вокруг их оптической оси, одинаково ориентированной у всех электрооптических призм, а наведенная анизотропия показателей преломления в разных зонах преломления одной и той же призмы имеет противоположный знак. Прямоугольные треугольные призмы 1, 5 выполнены из электрооптического кристалла, например ,оси наведенной анизотропии которых ориентированы параллельно гипотенузным граням. Прямоугольные электрооптические призмы 2, 3, 4 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 прямоугольной треугольной призмы 1, пройдет все электрооптические прямоугольные призмы 2, 3, 4 и выйдет после преломления на выходной грани призмы 5 параллельно направлению падающего, испытав изменения направления своего распространения на угол 90 только при полном внутреннем отражении на гранях прямоугольных призм 2, 4. При приложении в разных зонах преломления параллельно оптической оси , перпендикулярной плоскости рисунка и одинаково ориентированной во всех призмах, противоположно ориентированных управляющих электрических полей в электрооптических призмах, произойдет наведение оптической анизотропии. 2 4720 1 Вследствие этого наведенная анизотропия показателей преломления в разных зонах преломления одной и той же призмы будет иметь противоположный знак. Причем одноименные оси наведенной анизотропии в соседних призмах повернуты на угол 90 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 раздела 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 М - количество полных внутренних отражений внутри дефлектора- суммарное количество преломлений и отражений светового пучка при одном полном внутреннем отражении 0 - обыкновенный показатель преломления электрооптического кристалла 63 - электрооптический коэффициент- величина управляющего напряжения-толщина электрооптических призм. Источники информации 1. Крыжановский В.И., Парфенов В.А., Серебряков В.А., Чертков А.А. Отражательный электрооптический дефлектор на кристалле //ОМП. -1978. -10. - С. 26-29. 2. А.с. СССР 170074. Устройство для отклонения светового потока / В.А. Шамбуров (СССР). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3