Электрооптические затворы

Значительно более быструю модуляцию добротности резонатора можно осуществлять, используя электрооптические затворы (см. 152). Действие этих затворов основано на практически безынерционном изменении или возникновении оптической анизотропии некоторых жидкостей и кристаллов под действием электрического поля. Относящийся к явлениям этого типа эффект Керра описан в 152. С этой же целью применяется и другое электрооптическое явление, так называемый эффект Поккельса, возникающий в кристаллах и столь же малоинерционный, как и эффект Керра. [c.790]

Более быстрое включение может быть осуществлено при помощи электрооптических затворов, основанных на эффектах Керра и Поккельса. Используемая для этой цели ячейка Керра представляет собой кювету, заполненную нитробензолом и помещенную между обкладками конденсатора. Иногда конденсатор помещается внутрь кюветы. Если приложить к конденсатору постоянное напряжение, то нитробензол становится двоякопреломляющим. В этом случае показатели преломления вдоль электрического поля п и перпендикулярно полю nj. становятся различными. При падении на ячейку плоскополяризованного луча с плоскостью поляризации под углом 45° к направлению электрического поля в ячейке вследствие двойного лучепреломления происходит разложение луча на два взаимно перпендикулярных, распространяющихся с различными скоростями. По выходе из ячейки лучи имеют некоторую разность фаз ф и, складываясь, образуют эллиптически-поляризованный луч. Эксцентриситет эллипса и его ориентация зависят от ф, значение которой определяется приложенной разностью напряжения V. При определенном напряжении Уц можно достигнуть разности фаз 180°, при этом выходящий луч будет иметь плоскость поляризации, повернутую на 90° по отношению к плоскости поляризации входящего в ячейку луча. [c.30]

Электрооптический затвор вместе с каким-либо поляроидом, например призмой Николя или призмой Глана—Томпсона, помещается в резонатор между рабочим телом и одним из зеркал (рис. 16). При этом напряжение подбирается таким, чтобы сдвиг фаз составлял 180° при двукратном прохождении. Тогда затвор будет открыт при отсутствии и закрыт при приложении напряжения к конденсатору. Накачка производится при закрытом затворе, но в некоторый момент напряжение резко снимается, и затвор открывается. Время включения затвора с помощью ячейки Керра примерно 10 с. Такой же оказывается и длительность светового импульса лазера, [c.30]

Модуляцию интенсивности излучения искрового источника (или солнечного света) с помощью механического затвора или вращающегося зеркала использовали еще Физо и Майкельсон, применившие оптические импульсы для измерения скорости света. Применение электрооптических затворов (сейчас их быстродействие доведено до единиц пикосекунд) позволило принципиально усовершенствовать эту технику. Быстрая электрооптическая модуляция используется и в современных пикосекундных лазерных системах. Однако она играет здесь скорее вспомогательную роль — пиковая мощность получае- [c.11]

Огромное увеличение интенсивности — генерацию гигантского оптического импульса — можно получить, управляя с помощью механического или электрооптического затвора добротностью лазерного резонатора с относительно долгоживущими возбужденными состояниями активной среды (рис. В.2а, б). Длительность гигантского [c.12]

Управление добротностью осуществляется с помощью электрооптического затвора. Вначале на него подается запирающее напряжение, снижающее добротность резонатора (рис. 6.2). Часть энергии цуга, генерируемого в режиме пассивной синхронизации мод, отводится на фотодиоды. По достижении некоторого порогового значения мощности излучения, электронная схема вырабатывает синхроимпульс и включает цепь отрицательной обратной связи, которая снижает добротность резонатора до значения, близкого к порогу генерации. В это [c.242]

Одновременно с ФИ1 запускается одновибратор задержки 3(32, вырабатывающий импульс, длительность которого регулируется в пределах 0,4—2,2 мс резистором R3. Формирователь ФИ2 выделяет на выходе импульс, синхронный со спадом импульса с 332 (момент 4). Задержанный сигнал с ФИ2 может быть использован для управления электрооптическим затвором или для запуска блока зажигания при включении источника дежурной дуги. [c.72]

Исследования влияния термооптических искажений на характеристики лазерного излучения развивались в общем русле работ, направленных на совершенствование лазерных оптических резонаторов как устройств преобразования запасаемой в активном элементе энергии в излучение с заданными характеристиками, и в значительной мере стимулировали эти работы практически неизбежное наличие термооптических искажений в резонаторе едва ли не в большей степени, чем другие источники аберраций, приводит к значительному ухудшению лазерных характеристик. Специфичное для термооптических искажений пространственно неоднородное двулучепреломление приводит к ряду своеобразных эффектов в лазерном излучении (самопроизвольной поляризации лазерного излучения [37, 91], резкому ухудшению контраста электрооптических затворов [138, 154] и т.п.). Устранение влияния неоднородной оптической анизотропии на характеристики излучения представляет значительные трудности не только в резонаторах устойчивой конфигурации [52, 60, 88, 92], но и при использовании неустойчивых резонаторов, которые значительно менее чувствительны по сравнению с прочими типами резонаторов к аберрациям, и при компенсации аберраций весьма мощными и перспективными методами обращения волнового фронта при нелинейных вынужденных рассеяниях [21,41,96]. [c.7]

Часто подобная ситуация имеет место в лазерах с электро-оптическими затворами (комбинация линейного поляризатора с управляемой электрическим полем фазовой пластинкой [8]). В открытом состоянии сквозь такой затвор может проходить без потерь излучение лишь с определенным линейным состоянием поляризации, и термически индуцированная деполяризация приводит к значительному спаду энергии излучения. Использование двухкомпонентных электрооптических затворов [64, 138], в ко- [c.101]

Заметим, что при размещении внутри петли резонатора полуволнового электрооптического элемента реализуется двухкомпонентная схема электрооптического затвора. На рис. 3.21 приведена временная зависимость энергии излучения лазера на АИГ Nd (оптическая схема на рис. 3.19,в) с безжидкостной кондуктивной системой теплоотвода (см. п. 3.5), в котором нарастание клиновых деформаций в активном элементе с течением времени весьма значительно. Спад энергии в течение первых [c.149]

Объемные электрооптические модуляторы и затворы. Наиболее тиражными из промышленно выпускаемых электрооптических устройств являются электрооптические затворы — модуляторы добротности лазеров, в первую очередь твердотельных, используемые для генерации так называемых гигантских импульсов излучения с существенно большей плотностью мощности излучения, необходимой в ряде практических применений, в том числе — в [c.201]

Максимальное пропускание достигается при Д/г/До= /2- При этом свет, прошедший через электрооптическую среду, вновь оказывается линейно поляризованным с напряженностью поля, равной Ещ. Направление поляризации составляет, однако, угол 90° с поляризацией падающего сигнала Eq.) Если приложенное напряжение имеет форму импульсов, то устройство действует как электрооптический затвор. [c.104]

В работе [3.35] электрооптический затвор использовался для исследования быстродействующим стробоскопическим методом сигналов, снимаемых с вакуумного фотодиода. [c.131]

Последнее время электрооптические кристаллы стали применяться в устройствах генерации гигантских лазерных импульсов для модулирования добротности квантовых генераторов. Принципиальная схема устройства для указанных целей приведена на рис. 81. В кристаллах рубина 1 под действием источника света 2 создаются условия для оптических переходов между определенными энергетическими уровнями окрашивающих центров и таким образом подготавливаются условия для излучения монохроматического импульса. В обычных условиях обратные переходы, обеспечивающие импульсы, совершаются за некоторый промежуток времени, величина которого определяет мощность импульса. Электрооптический затвор позволяет делать этот промежуток более коротким, а импульсы—более мощными (гигантскими). [c.206]

Выделение интерференционной картины определенного прохода можно осуществить с помощью электрооптического затвора, расположенного перед входной щелью спектрального прибора. [c.243]

Возможны разные способы реализации отрицательной обратной связи с целью увеличения длительности гигантского импульса [65]. При электрооптическом способе модуляция добротности осуществляется электрооптическим затвором, пропускание которого изменяется под воздействием как модулирующего напряжения, включающего затвор, так и сигнала обратной связи, пропорционального интенсивности излучения внутри резонатора. Когда затвор открывается , начинает возрастать интенсивность выходного излучения. Соответственно начинает увеличиваться и интенсивность сигнала обратной связи, в результате чего пропускание затвора снижается, что и приводит к торможению процесса развития светового импульса. Длительность импульса увеличивается при возрастании чувствительности фотоприемника в цепи обратной связи (при возрастании отношения интенсивности сигнала обратной связи к интенсивности выходного излучения, попадающего на фотоприемник), а также при уменьшении скорости включения добротности. [c.284]

НО высокие потери (порядка нескольких процентов) важно лишь, чтобы затвор хорошо запирался и мог обеспечить срыв генерации при больших значениях коэффициента усиления. Поэтому в лазерах с импульсной накачкой предпочтительны электрооптические затворы. [c.335]

Рис. 12.22. Электрооптический эффект возникновение наведенной оптической оси (а) и схема электрооптического затвора (6)

Модуляция добротности в описанном выще виде не подходит для короткоживущих лазерных уровней — в этом случае применяется другой способ создания коротких импульсов большой мощности, называемый модуляцией добротности с импульсным открыванием резонатора. В отличие от предыдущего метода модуляций добротности поле излучения нарастает в резонаторе из двух первоначально полностью (или почти полностью, насколько это оказывается возможным) отражающих зеркал. Затем в определенный момент, когда поле излучения внутри резонатора достигнет почти максимальной интенсивности, излучение выводится из резонатора с помощью электрооптического затвора типа ячейки Поккельса или призменного поляризатора Глана (рис. 5.14) либо с помощью оптоакустического дефлектора. Недавно с использованием импульсного открывания резонатора было достигнуто некоторое сжатие импульса энергии излучения в лазере на органическом красителе, накачка в котором осуществлялась с помощью лампы-вспышки. [c.188]

В электрооптических С.п. в качестве прерывателей света используют оптические затворы, к-рые обеспечивают высокую частоту (10 —10 Гц) и большую скважность световых импульсов. [c.5]

Таким образом, в моноимпульсных лазерах с неустойчивыми резонаторами следует использовать преимущественно электрооптические или пассивные (с насыщающимся поглотителем) затворы для спектральной селекции годятся главным образом эталоны Фабри — Перо и интерференционно-поляризационные фильтры, по прохождении которых свет не меняет своего направления. Однако и здесь приходится считаться еще с тем, что в любом линейном неустойчивом резонаторе по крайней мере в одном из двух противоположных направлений распространяется не плоская, а сферическая волна. В этих условиях введение того или иного фильтра не будет приводить к модуляции интенсивности по сечению резонатора, только если угловая ширина максимума пропускания фильтра превышает угол раствора сферической волны. В результате на параметры фильтра, а с ними и на достигаемую с его помощью минимальную ширину спектра накладываются ограничения (соответствующие данные для случая эталона [c.228]

Действие электрооптического затвора основано на использовании линейного (Поккельса вффекта) или квадратичного (Керра аффекта) эл.-оптич. эффекта — зависимости двулучепреломления среды от напряжённости приложенного к ней электрич. поля. Такой О. з. состоит из эл.-оптич. ячейки, помещённой между двумя параллельными (или скрещенными) поляризаторами. Управлепие затвором осуществляется обычно подачей на эл.-оптич. ячейку т. и. полуволнового напряжения — напряжения, при к-ром возникающее в среде двойное лучепреломление приводит к сдвигу фаз между обыкновенной и необыкновенной волнами на величину л. В технике измерений сверхкоротких лазерных импульсов для управления эл.-оптич. затвором вместо алектрич. нмиульсов используются мощные поляри-аов. световые импульсы (затвор Дюге и Хансена), к-рые, распространяясь в ячейке Керра, приводят вследствие нелинейности среды к возникновению оптически наведённого двулучепреломления. Скорость переключения таких О. 3. очень высока (до с). [c.453]

Более быстрое включение добротности может быть осуществлено при помощи электрооптических затворов, основанных на эффектах Керра и Покельса. Большое распространение в качестве затворов получили также насыщающиеся фильтры, прозрачность которых возрастает о увеличением интенсивности света, проходящего через них (пассивные затворы). [c.14]

Рис. 95. Оптическая схема лазера на гранате / — трехэлемеитный резонансный отражатель 2 — электрооптический затвор 3 — диафрагма

Нередки случаи смешанной анизотропии, когда в резонаторе одновременно присутствуют как амплитудно-, так и фазово-анизотропные элементы. Так, ортоалюминат иттрия помимо дихроизма усиления обладает собственным двулучепреломлением (см. п. 1.3) электрооптические затворы, как правило, представляют собой комбинацию фазово-анизотропного элемента, управляемого электрическим полем, и поляризатора и т. д. [c.87]

Необходимо указать, что электрооптические затворы и модуляторы являются не единственными видами соответствуюш,их функциональных элементов лазерных систем. В последнее время Получили широкое распространение акустооптические модуляторы и затворы (см. 7.6), а также фототропные затворы и затворы на центрах окраски в щелочно-галоидных кристаллах, конкурентоспособные с электрооптическими устройствами для конкретных режимов эксплуатации. [c.205]

Достижимое при улучшении технологии повышение лучевой прочности ПСК позволяет рассчитывать, с одной стороны, на создание широкоапертурных электрооптических затворов с наносе-кундным быстродействием для каскадных усилительных систем лазерного термоядерного синтеза, а с другой — при использовании высокой кубической елинейности в парафазе ПСК —на коррекцию распределения илотности мощности в имплозионных лазерных пучках. [c.212]

Рассмотренные выше электрооптические затворы, модуляторы и дефлекторы могут быть оптимально использованы для управления пучками лазерного излучения большой мощности (до (Миогих ватт) в непрерывном или квазинепрерывном режиме. Реально в объемных модуляторах существует ограничение проходящей мощности площадью сечения вследствие дифракционных свойств когерентно- [c.216]

Рис. 3.3. Электрооптический затвор. Поляризация падающего света задается поляризатором Р. Анализатор А скрещен с поляризатором Р. Если к электро-оптическому материалу не приложено напряжение, то он изотропен и затвор света не пропускает. При приложении напряжения U в материале создается электрическое поле и он становится двулучепреломляющим. Показатели преломления для составляющих света с поляризациями, параллельной н перпендикулярной внешнему полю, не одинаковы. Поэтому. скорости распространения этих составляющих различаются, в результате чего прошедший через материал свет в общем случае оказывается эллиптически поляризованным и частично пропускается анализатором. Коэффициент пропускания определяется формулой

Электрооптические затворы и модуляторы. Принцип действия электрооптического затвора ясен из приведенного выше рис. 79. Электрооптический кристалл в кристаллических модуляторах ставится вместо ншдкостноп ячейки Керра. [c.206]

Электрооптические затворы. Принцип действия электрооптических затворов основан на использовании эффектов Покельса или Керра. Схема лазера с электрооптическим затвором приведена на рис. 19.4 (/У и — поляризаторы, ЭОМ — электрооптический модулятор, АЭ — активный элемент). В настоящее время такие устройства нашли широкое применение. В качестве электрооптических материалов используются вещества, отличающиеся высокой. стойкостью и небольшим [c.180]

Для наиболее широко употребительных кристаллов КОР и ОКОР / вз=2,6-10 и 1-10 м/В, а значения полуволновых напряжений /х,/2 10 и 4,5 кВ соответственно. Более низкие значения управляющих напряжений удается получить в электрооптических затворах с поперечным эффектом на кристаллах ниобата лития (LiNbOз) и танталата лития (ЫТаОз). Полуволновое напряжение в этих затворах зависит от длины I и толщины кристалла к. Так, если напряжение приложено вдоль оси г, то свет распространяется под углом 45° к осям X, у, а плоскость его поляризации направлена под углом 45° к оси 2, [c.213]

Акустооптическая и электрооптическая модуляция добротности (сопоставление). В табл. 3.3 сопоставляются основные характеристики акустооптических и электрооптических затворов. Из таблицы видно, что минимальные потери (потери в открытом состоянии затвора) в случае акустооптических затворов примерно на порядок ниже, чем у элек [c.333]

Вместе с тем каждый из сопоставляемых режимов генерации гигантских импульсов имеет свою специфику. Генерация при активной модуляции добротности начинается в момент времени, когда пороговая плотность инверсной заселенности будет снижена до значения плотности инверсной заселенности, обусловленного к указанному моменту времени накачкой. Напомним, что Л пор (О = IBhQ (О-Управляя изменением во времени добротности С, можно тем самым управлять изменением во времени порога генерации Л иор и достаточно точно фиксировать момент начала генерации по отношению к внешнему сигналу — до 10 не для электрооптических затворов и до 100 не для оптикомеханических затворов с вращающейся призмой. [c.371]

Электромагнит коррекционный 8 1--. Электронатирание 751. Электрооптический затвор Керра 220. [c.462]

Если требуется получить всего один импульс, то это достигается использованием электрооптического отражателя. Сущность его действия заключается в том, что импульс не выводится из резонатора до тех пор, пока он не достигнет определенной величины. Когда пикосекундный импульс разовьется, часть его излучения автоматически включает отражатель, в результате чего он выводится наружу. Следует заметить, что необходимым условием при этом является использование в фототропном затворе веществ с весьма малым временем релаксации возбужденных состояний. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...