Электрооптический затвор отражатель для модуляции добротиости резонатора оптического квантового генератора с поляризованным излучением

О П И С А Н И Е 273023

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскив

0онизлистическил

Реоптблии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от а вт. свидетельспва №

М. Кл. Н Ols 3/00

Заявлено 07.11.1968 (№ 1215349/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 24Х.1972. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 21Л I1.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

ЕССР

УДК 621.375.8(088.8) Авторы изобретения

1О. Э. Камач, Е. H. Козловский, В. М. Овчинников и Г. M. Соломатникова

Заявитель

ЭЛ ЕКТРООПТИ Ч ЕСКИ и ЗАТВОР-ОТРАЖАТЕЛ Ъ

ДЛЯ МОДУЛЯЦИИ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАТОРА

ОПТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО ГЕНЕРАТОРА

С ПОЛЯРИЗОВАННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Изобретение относится к квантовой электронике.

Известны электрооптические затворы-отражатели для модуляции добротности резонатора оптического квантового генератора (ОКГ) с поляризованным излучением, работающие на принципе двулучепреломления в аназотропных средах. Эти затворы-отражатели содержат модулятор разности фаз из оптичсски одноосного или кубического монокристалла с электродами, поляризационное устройство и концевой отражатель. Элементы затворов изготовляют из различных оптических материалов и используют либо в разнесенном виде, либо предварительно собирают в единый узел посредством оптического контакта или с воз душными промежутками.

Изготовление отдельных элементов затвора, их взаимная ориентация, сборка в единый узел связаны с серьезными технологическими трудностями и требуют применения специа IbHûõ контрольно-измерительHûõ и юстировочиых приспособлений. Оптические контакты разрушаются под воздействием лазерного излучения, градиента температур и ударных нагрузок. Сборка элементов с воздушными зазорами через переходные пластины (прокладки) увеличивает взаимную разьюстировку элементов затвора и ухудшает его механические свойства. Потери света в таких затворях весьма велики — даже в лучших из них превышают 13% за один проход лазерного излучения, что значительно ухудшает выходные характеристики ОКГ.

Предлагаемый затвор-отражатель выполнен в виде единого оптически одноосного кристаллического моноблока, совмещающего функции модулятора разности фаз, поляризатора

10 и отражателя светя. В управляемой электрическим полем части моноблока изменяется плоскость поляризации излучения, а в неуправляемой — в зависимости от ориентации электрического вектора Е поляризованного

15 излучения относительно отражающих граней — излучение разделяется по направлениям, Такое выполнение затвора-отражателя уппрощает технологию его изготовления и юстировку, повышает стойкость, надежность и

20 стабильность работы. Благодаря отсутствию преломляющих поверхностей внутри моноблочного затвора-отражателя потери в нем как при наличии управляющего напряжения, так и при его отсутствии сведены к минимуму

25 и определяются только потерями на поглощение в материале затвора, что, с одной стороны, позволяет существенно увеличить к,п.д. обычных моноимпульсных ОКГ, а с другой— использовать их с высокой эффективностью в

30 таких ОКГ, как ОКГ с выведением энергии, 273023

3 предварительно накопленной в замкнутом резонаторе, ОКГ с синхронизацией и самосинхронизацией мод и др.

На чертеже изображен затвор-отражатель, вырезанный из монокристалла дигидрофосфата калия (КДП).

На боковые поверхности монокристалла 1 нанесены серебряные электроды 2 и зеркальное покрытие 8. Входная грань затвора перпендикулярна оптической осп кристалла, а противоположная скошена под углом полного внутреннего отражения в ней. Кристаллографическая ось Х параллельна входной грани и плоскости скоса. Зеркальное покрытие 3 нанесено на боковую грань, прилегающую к плоскости скоса, составляющую с ней угол полного внутреннего отражения. Вместо:<еркального покрытия можно использовать прямоугольную призму-крышу с ребром, перпендикулярным или параллельным оптической оси Я, выполненную как ед1шое целое с кристаллическим моноблоком. Для устранения потерь на френелевское отражение от вход ой грани она может быть срезана под углом

Брюстера к падающему на нее излучению. В качестве материала для моноблочного затвора-отражателя может быть использован любой оптически одноосный монокристалл, обладающий электрооптическим эффектом.

Описываемое устройство работает следующим образом.

Линейно-поляризованное излучение активного тела ОКГ с направлением колебаний электрического вектора Е в плоскости YZ моноблока падает по нормали к сго входной грани. При отсутствии на электродах напряжения в части моноблока, управляемой электрическим полем (между электродами), элсктрический вектор Е поляризованного излучения активного тела не изменяется. Если напряжение на электродах равно полуволновому, положение вектора Е на выходе управляемой полем части моноблока измснястсч на

90 относительно положения этого вектора па входе в моноблок. В зависимости ог орпептации вектора E падающего излучения относ11тельно отражающих граней моноблока на плоскости скоса излучение разделяется по направлениям, а именно: излучение с направлснием колебаний вектора Е в плоскости ХЛ отражается оТ плоскости скоса KBI обык11овеп ный луч, т. е. под углом 90 к своему первоначальному направлению и, следовательно, по нормали к зеркальному покрытию, а излучение с направлением колебаний вектора Е в плоскости YZ отражается как необыкновенный луч, т. е. под углом 90 +-и к своему первоначальному направлению и, следовательно, нод углом а к нормали зеркального покрытия. Угол сс определяется из выражения

2гг„.

10 Ctg>. = п„ вЂ” гг„. где а„и n, — показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей соответственно.

15 Таким образом, при отсутствии напряжения на электродах излучение активного тела на выходе моноблока не совпадает по направлению с излучением на его входе и поэтому выводится из резонатора ОКГ, вследст20 вци чего создаются условия для инверсной заселенности метастабильного уровня активного тела. При приложении >ке к электродам полуволнового напря>кения излучение на выходе моноблока совпадает по направлению с

25 излучением на его входе, вследствие чего создаются условия для развития генерации.

Для увеличения угла разделения п-лучей торцовая часть моноблока, включающая плоскость скоса и зеркальное покрытие 8, может

30 быть выполнена в виде прямоугольной крыши — отражателя с ребром, параллельным одной из кристаллографических осей Х, Y. Крыша в этом случае представляет собой единое целое с моноблоком.

11редмет изобретения

1. Электрооптический затвор - отражатель

40 для модуляции добротности резонатора оптического квантового генератора с поляризованным излучением, выполненный из оптически одноосного кристалла.в форме параллелепипеда с кольцевыми параллельными элект45 родами на концах кристалла, ребра которого перпендикулярны одному из оснований и параллельны оси Z, отличающийся тем, что, с целью уменьшения световых потерь, упрощения юстировки, повышения надежности и ста50 бильности, другое основание кристалла выполнено в форме по крайней мере одной отражающей грани, угол наклона которой к оптической оси кристалла равен углу полного внутреннего отражения или превышает его.

55 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что па часть боковой грани, противолежащую наклонному основанию и ограниченную электродом, нанесено отражающее покрытие.

273023

Составитель И. Старосельская

Тскрсд А. Камышиикова Корректор Л. Орлова

Редактор И. Полищук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2284/2 Изд. № 984 Тираж 448 Подписное

Ц11ИИГ1И Комитета по делам изобретений и открыгий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4,5