Модулятор света. ЗОУ фазовая

Ввод информации в световой луч осуществляется с помощью транспаранта или пространств, модуляторов света. Оптич. луч, модулированный в каждой точке своего поперечного сечения, позволяет обрабатывать параллельно сразу большой массив данных, представленный в форме двумерной оптич. картинки. Оптич. устройства дают возможность очень просто и быстро реализовать ряд важных интегральных оптаций над двумерными сигналами, таких как преобразования Фурье, Гильберта и Лапласа, нахождение свёртки и корреляции двух ф-ций и нек-рые др. Так, обычная оп-тнч. линза позволяет мгновенно получить фурье-спектр оптич. изображения, падающего на эту линзу. Вводя соответствующие фильтры в фокальную плоскость после линзы, можно значительно улучшить качество оптич. изображения или даже увидеть изображение невидимого фазового объекта. [c.437]

Если пластинку нужно использовать в качестве фазового модулятора, то свет должен быть поляризован в направлении либо оси х, либо . При этом фазовый сдвиг, индуцированный приложенным напряжением, дается выражением [c.301]

Динамический диапазон модулятора может лежать в интервале 404-60 дБ по интенсивности записывающего света (перепад интенсивностей в 100—1000 раз). Кроме указанных достаточно хорошо известных характеристик, необходимо обратить внимание на два дополнительных параметра — шумы и фазовая однородность модулятора. Требования низкого уровня собственных шумов связаны, в частности, с низкой дифракционной эффективностью модуляторов,, а отсутствие фазовых искажений есть специфическое требование когерентных оптических систем. Наличие фазовых искажений модулятора приводит к расширению (размытию) оптических сигналов на выходе фурье-процессора, а следовательно, к потере разрешающей-способности и резкому снижению отношения сигнал/шум. [c.31]

Для модулированных волн, с которыми мы имеем дело в этом примере, должны быть согласованы уже не фазовые скорости, а групповая скорость модулированной волны и фазовая скорость модулирующей волны. В так называемом модуляторе бегущей волны модуляция эффективна, если проекция групповой скорости света на направление распространения модулирующей волны равна Фазовой [c.49]

Поскольку изменение скорости света влияет на фазу волны, электро-оптический модулятор по существу является фазовым. Его можно превратить в амплитудный модулятор, поместив для этого перед электрооптической средой поляризатор, ориентированный под углом 45° к направлению электрического поля (см, рис. 1). При такой ориентации поляризатора линейно поляризованный луч света разделяется пополам и распространяется вдоль двух главных направлений электрооптической среды. Электрооптический эффект заставляет эти две компоненты света [c.75]

В фазовых С. в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. С. со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2—5 км, с газовыми лазерами при работе с оптич. отражателями на объекте — до 100 км, а при диффузном отражении от объектов — до 0,8 км аналогично, С. с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых С. излучение модулируется интерференционными, акустооптич. и электрооптич. модуляторами (см. Модуляция света). В СВЧ фазовых С. преим. применяются электрооптич. модуляторы на резонаторных и волноводных СВЧ структурах. [c.669]

Лит. Хачатурян А. Г., Теория фазовых превращений и структура твердых растворов, М., 1974 Чуистов К. В., Старение металлических сплавов. К., 1985. В. А. Финкелъ. МОДУЛЯТОРЫ СВЕТА — устройства для управления параметрами световых потоков (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией). Простейшие амплитудные М. с.— механич. прерыватели светового луча, в качестве к-рых используют вращающиеся и колеблющиеся заслонки, призмы, зеркала, а также вращающиеся растры. Однако быстродействие и надёжность таких М. с. невелики. Наиб, широкое практич. применение получили М. с. на основе физ. эффектов, при к-рых внеш. поля меняют оптич. характеристики среды, таких, как влектрооптические Поккельса эффект и Керра аффект, магнитооптический Фарадея эффект, фотоупругость и сдвиг края полосы поглощения Келдыша — Франца эффект). [c.179]

С целью увеличения объёма информации, переносимой световым лучом, используют пространственную М. с., различную в каждой точке поперечного сечения пучка света. Осн. элемент пространств, модулятора света — кристалл, на поверхности к-рого записывается определ. потенциальный рельеф проходящий через кристалл пучок света оказывается промо-дулированным в каждой точке поперечного сечения в соответствии с потенциальным рельефом, записанным на кристалле, при этом модуляция может быть амплитудной и фазовой. [c.184]

Электрооптич. явления широко применяются для создания устройств управления оптич. излучением (модуляторы света, дефлекторы, оптич. фазовые решётки и др.) и оптич. индикаторов (жидкокристаллич. дисплеи, цифровые индикаторы и др.), для регистрации напряжённости поля, напр, по эффекту Штарка в плазме, а также для исследования строения вещества, внутримолекулярных процессов, явлений в растворах и кристаллах и т, п. [c.589]

Для ПВМС, реализующих фазовую модуляцию считывающего света, а также для приборов, у которых отсутствует отклик на равномерную освещенность, т е. /п(0, 0)=0, последнее выражение оказывается неприемлемым. Такие ПВМС обычно характеризуются эффективностью модуляции (см. 1-2), называемой в данном случае дифракционной и определяемой как отношение интенсивности свега в г-том (обычно первом) дифракционном порядке к интенсивности падающего на модулятор свето [13]. Вс.и-чае амплитудной модуляции сматывающего света аифраквдонная эффективность может быть выражена через глубину модуляции [30] [c.49]

Под воздействием электрического поля могут изменяться и яё и возникать приращения Афое. Изменение фазовой задержки под действием поля легко наблюдать экспериментально. Именно этот эффект используется в поляризационных методиках для изучения электрооптических свойств кристалла, а также в прикладных задачах для создания ряда электрооптических модуляторов света. [c.15]

Изменение оптических характеристик кристалла под действием внешнего электрического поля называется электрооптическим эффектом Поккельса. В одноосном кристалле распространение света вдоль оптической оси происходит с одной и той же фазовой скоростью Vo = fno независимо от направления его поляризации. Если кристалл не обладает центром симметрии, то при приложении внешнего электрического поля вдоль этой оси фазовые скорости волн с ортогональными направлениями поляризации становятся различными. В отличие от эффекта Керра, квадратичного по напряженности внешнего электрического поля, в электрооптическом эффекте разность фазовых скоростей таких волн пропорциональна напряженности поля линейный эффект Поккельса). Безынерцион-ность эффекта Поккельса позволяет широко использовать его для создания быстродействующих оптических затворов и высокочастотных модуляторов света. Вырезанная перпендикулярно оптической оси пластинка кристалла KDP (дигидрофосфата калия) помещается между скрещенными поляризаторами. Интенсивность света, пропускаемого такой ячейкой Поккельса, зависит от приложенного напряжения U по закону / sin [jit//(2[/x/2)], где Uk/2 — минимальное напряжение, при котором сдвиг фаз волн с ортогональными поляризациями равен л (для KDP t/x/2 8 кВ). [c.199]

ОБТЮРАТОР оптический — затвор, периодически (или по иному закону) перекрывающий световой поток. О. применяется в киносъемочных камерах, кшшкопировальпых аппаратах и кинопроекторах для перекрытия кадрового окна при смене кадра. В фотоэлектронной аппаратуре (напр., в фотоэлектрич. спектрометрах) с электронными усилителями переменного тока О. служит для моду ляции светового потока (см. Модуляция света. Модулятор света). О. работает синхронно с механизмом передвижения пленки (мехапич. связь) или с коммутацией электронной схемы (электрич. связь, см. Фазовый детектор). Паиболее распространенный О. фотоэлектронной и киноаппаратуры — дисковый с секторными вырезами (однолопастной, двухлопастной и т. д. — по числу вырезов). В киносъемочных аппаратах О. — одиолопастной с регу- [c.473]

Эти боковые полосы света были разрешены с помощью дифракционного спектрографа для озт/2я = 15 Ггц. Каминов [11, 12] и многие другие исследователи создали практические модуляторы света, работающие в диапазоне СВЧ. Можно осуществить много вариантов устройств, предназначенных для согласования фазовых скоростей световых волн и сверхвысокочастотных радиоволн, распространяющихся в волноводе. Для исследования процессов в таких системах теорию взаимодействия волн следует распространить на другие типы волн, отличающихся от плоских. Обратный процесс, когда в результате смешения двух световых волн возникает волна нелинейной поляризации с частотой, лежащей в диапазоне СВЧ, экспериментально наблюдался Нибуром [13]. Две аксиальные моды рубинового лазера, отличающиеся по частоте на 2,964 Ггц, были смешаны в кристалле кварца, который одновременно являлся частью резонатора лазера и частью СВЧ резонатора. [c.201]

Рассмотрение электрооптического эффекта представляет особый интерес в том случае, когда постоянное поле заменено сверхвысокочастотным. Недавно был предложен вариант СВЧ модулятора света бегущей волны [33]. Хотя излагаемая теория, строго говоря, в данном случае не вполне применима, тем не менее ею можно воспользоваться для приближенного рассмотрения. В волноводе может существовать продольная компонента поля СВЧ. Кроме того, размеры волновода нетрудно подобрать таким образом, чтобы фазовая скорость поля СВЧ Ехт - Ег os (Amt — kxz), распространяющегося в нем, была согласована с фазовой скоростью световой волны x Os( o2 — k2z). Эта волна все еще рассматривается, конечно, как волна в свободном пространстве. [c.326]

Развитую теорию нелинейного взаимодействия свободных волн можно распространить на случай взаимодействия волн в волноводе. Поле СВЧ в модуляторе света можно с полным основанием рассматривать как заданное, так как поток квантов СВЧ намного превышает поток квантов света. Связь, обусловленная нелинейной восприимчивостью %yzx m = Om + 0)2), ПрИВОДИТ К ПОЯВ-лению излучения света с суммарной частотой, поляризованного в направлении у (боковая полоса). Конечно, существует также волна с разностной частотой со4 = = — СО1 + М2. Поле СВЧ может в свою очередь взаимодействовать с этими боковыми полосами и создавать дополнительные боковые полосы. Все эти световые волны приблизительно согласованы по фазовым скоростям, так как они очень мало отличаются друг от друга по частоте. В этом случае теория, развитая в настоящей работе, неприменима. Однако здесь можно использовать теорию Саймона [34], так как поле СВЧ можно рассматривать как фиксированный параметр. [c.326]

Существует много способов М. с. на основе физ. аффектов (алектрооптический, магнитооптический, упругооптический и др.), возникающих при распространении света в разл. средах. Для такой М. с. применяют управляемый двулучепреломляющий элемент из материала, обладающего естественной или наведённой анизотропией. Внеш. управляющее поле (напр., электрическое или поле упругих напряжений) приводит к изменению оптич. характеристик среды. В широко распространённых модуляторах на основе Покпельса эффекта фазовый сдвиг между обыкновенным и необыкновенным лучами линейно зависит от величины напряжённости электрич. ноля, а в модуляторах на основе Керра эффекта — зависимость квадратичная. Для получения амплитудной М. с. электрооптич. вещество обычно помещают между скрещенными поляризаторами. Важным свойством электрооптич. эффекта является его малая инерционность, позволяющая осуществлять М, с. вплоть до частот 10 Гц. В электрооптич. модуляторах ослабление модулирующего сигнала не зависит от интенсивности модулируемого света, и потому для увеличения глубины модуляции используют многократное прохождение света через один и тот же модулирующий кристалл. Примером может служить модулятор на основе интерферометра Фабри — Перо, заполненного электрооптич. средой. [c.184]

В основе работы акустооптич. модуляторов лежит явление дифракции света на фазовой решётке, образованной периодич. изменением показателя нреломления среды при прохождении через неё УЗ-волн (см, Диф-ракцил света на ультразвуке). [c.184]

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]

Пример-, фазовый модулятор на кристалле LiNbOj. Рассмотрим кристалл LiNbOj в виде прямоугольного стержня (рис. 7.8), входная и выходная грани которого параллельны плоскости главных осей хг. На кристалл действует высокочастотное поле волны с вектором Е, параллельным оси г. Пусть высокочастотная волна и оптический пучок распространяются в направлении у. Поляризатор, расположенный перед входной гранью кристалла, обеспечивает поляризацию света вдоль оси г кристалла. В соответствии с (7.2.9), [c.269]

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]

Например, конкретным объектом, исследуемым в системе, показанной на рис. 21, является громкоговоритель диаметром 7,6 см, приводимый в действие синусоидальным электрическим сигналом. Если объект освещают и рассматривают вдоль направления колебаний, то отраженный объектом свет оказывается модулированным по фазе. Колебания малой амплитуды можно обнаружить путем преобразования частоты опорной волны на величину, равную частоте электрического сигнала, подаваемого на громкоговоритель. Опорная волна преобразуется электрооптическим модулятором (ЭОМ), в котором пилообразная фазовая модуляция создает модуляцию ОМПН. [c.355]

В начале 60-х годов Г. А. Смоленский с сотрудниками [1—4] открыли семейство сегнетоэлектриков сложного состава со структурой перовскита. Позднее некоторые из них были получены в монокристаллическом состоянии, что позволило подробно изучить диэлектрические, оптические и электрооптические свойства этих соединений. Оказалось, что сегнетоэлектрические кристаллы PbsZnNbaOg и PbjMgNbaOg обладают значительным квадратичным электрооптическим эффектом. Отличительной особенностью этих соединений является размытый фазовый переход, который определяет релаксационный характер диэлектрической проницаемости и электрооптического эффекта. Кристалл PbaZnNbaOg и его магниевый аналог могут быть получены достаточно крупных размеров и хорошего оптического качества, что выгодно отличает их от кристаллов КТН. Последнее обстоятельство обусловливает их практическое применение в электрооптических модуляторах и дефлекторах света. [c.66]

Проблема устранения фазовых искажений в ПВМС сводится в первую очередь к необходимости изготовить все оптические элементы модулятора с достаточно плоскими поверхностями так, чтобы не происходило заметного искажения волнового фронта считывающего света при его прохождении через модулятор. Как правило, требуется, чтобы волновой фронт не отличался от заданного по всей площади ПВМС с точностью до V4—V10- Поскольку, как известно, разрешающая способность ПВМС возрастает с уменьшением толщины пластины электрооптического кристалла, она должна быть изготовлена малой толщины (100- -500 мкм) при достаточной большой площади (1-f-lO см ). Это может вызывать определенные технологические сложности. [c.158]

Принципиальное отличие в характере проявления фотоиндуци-рованного пьезоэффекта и электрооптического эффекта в ПВМС ПРИЗ заключается в том, что величина смещения данной точки поверхности в общем случае зависит от значения поля механических деформаций во всем объеме кристалла и от условий на его границах. Изменение же двулучепреломления за счет электрооптического эффекта является локальным, т. е. с достаточной степенью точности не зависящим от значений поля в других точках. Поэтому, например, ориентационные зависимости т] (К) в таких случаях существенно различаются, несмотря на идентичность тензоров пьезоэлектрического и электрооптического эффектов. Дальнейшие исследования показали [8.66], что при интенсивных засветках модулятора записывающим светом наблюдаются дополнительные деформации поверхности кристалла, вызванные разогревом кристалла фототоком. В этом случае деформации связаны с неоднородным тепловым расширением кристалла. Эффективность дифракции на формируемой таким образом фазовой решетке в кристалле BSO может достигать нескольких процентов. [c.187]

Как отмечалось в разделе 2.3, фазовые искажения волнового фронта считывающего света не должны превышать V4 с учетом искажений, вносимых ПВМС. Более высокий уровень фазовых искажений, как и геометрические искажения изображения, приводит к потере эквивалентной информационной емкости обрабатываемого изображения. Следует отметить, что искажения, вносимые ПВМС, могут быть при усложнении системы считывания скомпенсированы. Для этого модулятор при считывании должен освещаться светом, волновой фронт которого комплексно сопряжен искажениям, вносимым модулятором. Такой волновой фронт можно получить, используя голографический метод, применявшийся, например, для компенсации фазовых искажений ПВМС ПРОМ [9.122]. К недостаткам метода можно отнести значительные потери считывающего света. [c.254]

Фазовая и амплитудная модуляция может осуществляться с помощью электрооптических модуляторов. Действие электро-оптического модулятора основано на следующем принципе некоторые кристаллы, а также жидкости вследствие электроопти-ческого эффекта, в частности эффекта Керра, становятся во внешнем электрическом поле двулучепреломляющими. Это изменение преломляющих свойств под действием внешнего поля может быть использовано для изменения поляризации распространяющегося в среде света, что позволяет осуществить оптическую модуляцию. [c.145]

МИ электрооптическими кристаллами типа u l, ZnS или НМТ 65, 66] или одноосными кристаллами типа KDP и ADP в продольной конфигурации (свет распространяется вдоль оптической оси с). Тот факт, что в настоящее время нет кристаллов достаточно высокого оптического качества, можно рассматривать как временный [70]. Модуляторы чаще изготавливают из более доступных материалов KDP и ADP в поперечной конфигурации [67, 68]. Но поскольку при таком методе измерения через кристалл должны проходить две (перпендикулярно) поляризованные компоненты, даже если модулятор предназначен для фазовой модуляции линейно поляризованного излучения, мы сталкиваемся с проблемой естественного двойного лучепреломления и нестабильных оптических искал ений, которые ограничивают применимость поперечной конфигурации с кристаллами KDP и ADP для модуляции по интенсивности [69]. В схеме, изображенной на фиг. 9,4, за модулятором стоит фотоумножитель, на выходе которого включен чувствительный вольтметр постоянного тока. Поскольку измеряются только средние интенсивности, фотоумножитель может иметь большую постоянную времени. [c.489]

Брэгговская дифракция поверхностной световой волны активно используется в интегральных модуляторах и дефлекторах на основе акустооптического эффекта. Отклонение света происходит на фазовой решетке, создаваемой акустическими волнами пол действием переменного напряжения, которое прикладывается к иьезопреобразователю. Варьируя частоту акустических волн в диапазоне выполнения условий дифракции, можно изменять угол отклонения. [c.312]

Схема фазового флуоромет-ра 1 — источник возбуждающего света 2 — модулятор 3 — полупрозрачная пластинка 4 — объект, флуоресценция к-рого исследуется 5,6— ФЭУ 7 — устройство, измеряющее ф 8 — фазовый детектор (или электронно-лучевая трубка). [c.820]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...