Модуляторы электрооптические

Оптические несуш,ие частоты можно модулировать столь же разнообразными способами, как и обычные несуш,ие, т. е. по амплитуде (интенсивности), фазе, частоте или методом однополосной модуляции (с переносом частоты). Модуляцию можно осу-ш,ествлять либо внутри резонатора лазера, либо внешними элементами системы. Механизмом модуляции может служить сдвиг фаз, обусловленный электрооптическим эффектом, акустическое взаимодействие, а также целый ряд других явлений. В данном параграфе мы изложим прямые или гетеродинные методы детектирования модуляции эти методы позволяют определять коэффициент модуляции независимо от ее характера. Сначала излагается очень простой метод измерений на постоянном токе который позволяет косвенным путем определить высокочастотный сдвиг фаз во внешнем электрооптическом модуляторе. В этом вводном примере рассматривается, пожалуй, самый ценный метод определения модуляции, поскольку многие внешние оптические модуляторы — электрооптического типа. [c.487]

В описанной схеме электрооптической модуляции света внешнее электрическое поле было направлено перпендикулярно направлению распространения света и поэтому данный модулятор называется поперечным амплитудным модулятором света. Модулирующее поле может быть направлено также и по направлению распространения света. Соответствующая схема модуляции называется продольной. [c.288]

Параметры электрооптических модуляторов света, выпускаемых промышленностью [128, 228] [c.73]

РИС. 7.4. Типичный электрооптический амплитудный модулятор. Полная фазовая задержка Г является суммой фиксированной задержки смещения (Г = тг/2), создаваемой четвертьволновой пластинкой, и задержки, возникающей в электрооптиче-ском кристалле. Входной поляризатор параллелен оси х, а выходной — оси у, быстрая ось направлена вдоль х, а медленная — вдоль у. [c.260]

РИС. 7.5. Зависимость коэффициента пропускания Т электрооптического модулятора со скрещенными поляризаторами от приложенного напряжения. Модулятор смещен в точку Г = х/2, что приводит к коэффициенту пропускания 50%. Малое синусоидальное приложенное напряжение обеспечивает модуляцию интенсивности на выходе относительно точки смешения. [c.261]

РИС. 7.6. Электрооптический фазовый модулятор. Ориентация кристалла и направления приложенного электрического поля отвечают кристаллу KDP. Направление поляризации оптического излучения параллельно главной диэлектрической оси х, индуцированной электрическим полем. [c.263]

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ СВЕТА [c.297]

На рис. 8.1 изображена геометрия продольного электрооптического модулятора. Этот модулятор представляет собой тонкую электро- [c.298]

РИС. 8.1. Геометрия типичного продольного электрооптического модулятора. [c.298]

Геометрия поперечного электрооптического модулятора приведена на рис. 8.2. При данной напряженности электрического поля такая структура позволяет обеспечить большую длину взаимодействия. Модулирующее поле является поперечным относительно направления распространения оптического пучка. Ограничиваясь рассмотрением только линейных электрооптических эффектов, можно показать, что изменение показателя преломления, индуцированное электрическим полем, пропорционально напряженности поля Е. Электрически индуцированное изменение фазы (или фазовая за- [c.303]

Рис. 8.2. Геометрия типичного поперечного электрооптического модулятора.

РИС. 8.4. Поперечный электрооптический модулятор на основе кристалла типа цинковой обманки (43т), в котором внешнее электрическое поле Е параллельно диагонали Куба (направлению < 110>). [c.307]

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ ФАБРИ — ПЕРО [c.310]

Выше при рассмотрении электрооптических модуляторов, в частности с поперечной геометрией (рис. 8.2), было показано, что модуляция пропорциональна длине взаимодействия L. Если — амплитуда модулирующего напряжения и на модулятор подано соответствующее смещающее напряжение, то глубину фазовой модуляции (8.1.8) можно записать в виде [c.310]

РИС. 8.5. Электрооптический модулятор Фабри — Перо. [c.311]

РИС. 8.11. Электрооптический модулятор бегущей волны. [c.319]

БИСТАБИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР [c.325]

РИС. 8.16. Схематическое представление бистабильного электрооптического амплитудного модулятора. [c.326]

РИС. 8.17. Выходные характеристики бистабильного электрооптического амплитудного модулятора при различных значениях ф . [c.326]

В гл. 9 было показано, что при взаимодействии световых пучков со звуковой волной в фотоупругой среде возникает много интересных явлений. Эти явления (например, брэгговская дифракция) могут быть использованы при создании модуляторов света, дефлекторов пучков, перестраиваемых фильтров, анализаторов спектра и устройств обработки сигналов. Использование акустооптического взаимодействия позволяет модулировать лазерное излучение или обрабатывать с высокой скоростью информацию, переносимую излучением, поскольку при этом отпадает необходимость в использовании каких-либо механических перемещающихся элементов. Это свойство аналогично электрооптической модуляции с той лишь разницей, что при акустооптическом взаимодействии вместо постоянных полей применяются ВЧ-поля. Последние достижения в применениях акустооптических устройств обусловлены главным образом наличием лазеров, которые генерируют интенсивные когерентные световые пучки, развитием эффективных широкополосных преобразователей, генерирующих упругие волны с частотами вплоть до микроволновых, а также открытием веществ, обладающих замечательными упругими и оптическими свойствами. В данной главе мы изучим различные устройства, основанные на брэгговской дифракции. Будут рассмотрены их характеристики пропускания, эффективность дифракции, рабочая полоса частот и другие параметры. [c.393]

Объясним принцип модуляции света на основе линейного элект-рооптического явления. Для простоты рассмотрим кубический кристалл, обладающий изотропным показателем преломления п. На рис. 12.2 показан простейший электрооптический модулятор света. Кристалл с приложенным вдоль оси х напряжением Ej, помещен между скрещенными поляризаторами. На такую систему направляется свет, распространяющийся вдоль оси г. Расположим поляризатор Ml так, чтобы входящее в кристалл излучение было поляризовано под углом 45° по отношению к полю Е . Тогда падающий на кристалл свет имеет равные компоненты поля Е по осям X я у. Приложенное вдоль оси х электрическое поле вызовет определенную разность показателей преломления Ап для компонент светового поля по осям хну. Если длину кристалла по оси z обозначить через /, то возникшая разность фаз между компонентами светового вектора вдоль осей х а у по выходе света из кристалла [c.287]

Возможно также использование поперечного электрооптиче-ского эффекта, когда свет в кристалле распространяется перпендикулярно оптической оси принцип работы модулятора остается прежним. Электрооптические модуляторы имеют весьма малую инерционность, что позволяет осуществлять модуляцию с частотой до нескольких десятков гигагерц. В настоящее время промышленность выпускает модуляторы такого типа, работающие как в видимой, так и в ближней ИК областях спектра (табл. 2). [c.73]

Способ, использующий вращающиеся сектора, наиболее часто применяется для ослабления лучистого потока. Прерывание светового пучка производится механически, путем вращения диска с отверстиями, или с помощью электрооптических модуляторов. Коэффициент ослабления К = Фо/Ф (где Фо, Ф — величины потоков, падающих на приемник соответственно без ослабитель-ного устройства при его наличии) при использовании вращающихся секторов определяется из выражения К = 360/y, где "У — угол раскрытия сектора. Предельное значение коэффициента ослабления в этом случае составляет К = 10 . При наличии электрооптических модуляторов К = t,— где t , — [c.89]

Для многих ЛДИС более удобен электрооптический частотный модулятор с вращающимся электрическим полем [100, 171]. Такой модулятор может быть выполнен на кристаллах, обладающих двойным поперечным эффектом Поккельса и вырезанных поперек оптической оси третьего порядка. Вращающееся электрическое поле возбуждается в плоскости, перпендикулярной оптической оси, двумя парами электродов, попарно ориентированными в ортогональных плоскостях. На каждую пару электродов соответственно подаются ортогональные по фазе электрические сигналы. Такой электрический модулятор эквивалентен фазовой пластинке, вращающейся с угловой скоростью, равной половине частоты возбуждающего электрического сигнала. [c.298]

Лазерная гравировальная установка. Она создана на базе электрогравировального автомата и предназначена для изготовления типографских форм на неметаллической основе. Применение вместо обычно используемого резца сфокусированного лазерного луча позволяет увеличить производительность технологического процесса примерно в пять раз, улучшить повторяемость качества изготовленных клише при высоких линиатурах, эксплуатационную долговечность и надежность. Интенсивность луча модулируется с помощью электрооптического модулятора МЛ-7 на основе кристалла арсенида галлия. [c.314]

Из многочисл. магнитооптич. эффектов для М. с. наиб, применение нашел Фарадея эффект в прозрачных веществах. Периодически меняющееся магн. поле приводит к периодич. изменению угла вращения плоскости поляризации света, прошедшего через магнитооптич. элемент, помещённый в магн. поле. Угол поворота плоскости поляризации пропорц. длине пути света в веществе и при достаточной прозрачности среды может быть сделан сколь угодно большим. Важной особенностью магнитооптич. модуляторов является постоянство коэф. удельного вращения плоскости поляризации в ИК-диапаэоие длин волн. Это повышает конкурентоспособность магнитооптич. устройств при больших длинах волн оптич. излучения по сравнению с электрооптическими, в к-рых управляющее напряжение линейно возрастает с увеличением длины волны света. В магнитооптич. модуляторах света удаётся достичь глубины модуляции 40% на частотах модуляции до 10 Гц. [c.184]

Здесь приняты следующие аббревиатуры АО/Л —акустооптический модулятор. НП- -насы1даю[дийся поглотитель, ЭОМ —электрооптический модулятор- [c.322]

Многие сложные двулучепреломляющие оптические системы, такие, как широкоугольные электрооптические модуляторы [1], светофильтры Лио [2—5] и светофильтры Шольца [6, 7], используют прохождение света через последовательность поляризаторов и фазовых пластинок. Действие каждого такого элемента (поляризатора или фазовой пластинки) на состояние поляризации распространяющегося света нетрудно рассчитать и без применения матричной алгебры. Однако, в случае когда оптическая система состоит из многих таких элементов, каждый из которых ориентирован под разным азимутальным углом, расчет всей оптической системы оказывается весьма сложным. Существенно упростить его позволяет лишь применение определенного систематического подхода. Исчисление Джонса, предложенное Р. Джонсом в 1940 г. [8], представляет собой мощный матричный метод, в котором состояние поляризации задается двухкомпонентным вектором (см. разд. 3.4), а каждый оптический элемент описывается матрицей 2x2. Общая матрица полной системы получается перемножением всех таких матриц, а состояние поляризации распространяющегося света вычисляется как произведение вектора, определяющего поляризацию входного пучка, на общую матрицу. Сначала в данной главе мы изложим математический формализм матричного метода Джонса, а затем используем его для расчета некоторых двулучепреломляющих фильтров. [c.132]

На рис. 7.4 схематически показано устройство электрооптиче-ского амплитудного модулятора. Он состоит из электрооптическо-го кристалла, помещенного между двумя скрещенными поляриза- [c.260]

В гл. 7 мы рассмотрели электрооптические эффекты в кристаллах, т. е. вопрос о том, как внешнее электрическое поле влияет на распространение электромагнитного излучения. Эти эффекты можно использовать для создания модуляторов света, перестраиваемых спектральных фильтров, электрооптических фильтров, сканирующих устройств и т. п. Электрооптическая модуляция позволяет управлять лазерным пучком или контролировать сигнал излучения с высокой скоростью (вплоть до частоты в несколько гигагерц), поскольку при этом не используется механическое перемещение элементов. В данной главе мы рассмотрим различные такие устройства, их характеристики и принципы действия. Рассмотрим также некоторые важные особенности их конструирования. В гл. 11 мы обсудим электрооптические приборы на основе направляемых волн, такие, как модуляторы и согласующие устройства. [c.297]

Приведенные выше два примера показывают, что величина индекса (или глубины) модуляции пропорциональна приложенному напряжению. Полуволновые напряжения прямо пропорциональны длине волны света и обратно пропорциональны электрооптическо-му коэффициенту. Для света в видимом диапазоне длин волн эти напряжения имеют величину порядка нескольких киловатт. Увеличение толщины пластинки приводит к увеличению длины взаимодействия, но и к уменьшению напряженности электрического поля. Следовательно, полное увеличение модуляции за счет увеличения толщины пластинки при продольной модуляции отсутствует. Для излучения ИК-диапазона из-за большой длины волны света (скажем, 10,6 мкм) возникает необходимость в приложении высоких напряжений. Продольные модуляторы используются только тогда, когда требуются большие площади устройства и большое поле зрения. Можно показать, что угол поля зрения продольного модулятора из Z-среза кристалла с группой симметрии 43т составляет почти 2тг (см. задачу 8.1). [c.303]

Электрооптические модуляторы на кубических кристаллах. Кубические кристаллы оптически изотропны (не обладают двулучепрелом- [c.305]

В данном разделе мы исследуем вопрос о том, к чему приводит включение электрооптического кристалла в резонатор Фабри — Перо. Поскольку в оптическом резонаторе свет отражается многократно, эффективная длина взаимодействия светового пучка в элек-трооптическом кристалле сильно возрастает. Это существенно увеличивает глубину модуляции как в фазовых, так и в амплитудных модуляторах. Рассмотрим теперь эти устройства более подробно. [c.310]

РИС. 8.6. Зависимость коэффициента пропускания электрооптического модулятора Фабри — Перо от приложенного напряжения. Модулятор смещен в рабочую точку, расположенную на полувысоте максимума пропускания. Небольшое приложеииое синусоидальное напряжение приводит к модуляции иитеисивности на выходе относительно точки смещения. [c.312]

Хотя амплитудно-модулированный свет после прохождения через электрооптический модулятор Фабри — Перо оказывается промо- [c.313]

Поле зрения элекп ооптического модулятора на основе кристалла группы 43т. Рассмотрим в кристалле с группой точечной симметрии 43т электрооптический эффект, такой, что при наличии электрического поля, направленного вдоль кубической оси, главные значения показателя преломления даются выражениями [c.336]

РИС. 11.15. Электрооптический модулятор на основе эпитаксиальной пленки из GaAs. Модуляция поля осуществляется приложением отрицательного смещающего напряжения к переходу металл — полупроводник [32]. [c.488]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...