Способ управления поляризованным лазерным излучением

Способ управления поляризованным лазерным излучением

Реферат

 

Изобретение относится к магнитооптике и может быть использовано в модуляторах лазерного излучения. Цель изобретения снижение энергозатрат и повышение быстродействия. Поляризованное излучение пропускают через феррит-гранатовый элемент 1 и анализатор 2. Магнитный поток 3, который может быть выполнен в виде катушки индуктивности с источником тока или кольцевого постоянного магнита намагничивает феррит-гранатовый элемент 1 вдоль направления распространения лазерного излучения. Источник 4 излучения нагревает феррит-гранатовый элемент 1, в результате чего он переходит через точку компенсации магнитного момента, а фарадеевское вращение изменяет знак на противоположный. 2 ил.

Изобретение относится к магнитооптике и может быть использовано в модуляторах лазерного излучения. Цель изобретения снижение энергозатрат и повышение быстродействия. На фиг. 1 изображена температурная зависимость удельного фарадеевского вращения в феррит-гранате с точкой компенсации магнитного момента; на фиг. 2 схема модулирующего элемента. Модулирующий элемент феррит-гранатовый элемент 1, анализатор 2, магнитный блок 3 и источник 4 излучения. На схеме (фиг. 2) показаны фотопроводящий слой 5, поляризатор 6, лазер 7, электрические контакты 8 и 9 и источник 10 напряжения. Излучение лазера 7 проходит поляризатор 6, феррит-гранатовый элемент 1 и анализатор 2. Магнитный блок 3 намагничивает феррит-гранатовый элемент 1 до насыщения, в результате излучения на выходе из элемента 1 остается поляризованным и пропускается, частично или полностью гасится анализатор 2 в зависимости от ориентации его оси пропускания. Для удобства анализатор 2 может быть установлен с возможностью вращения. Рабочую температуру элемента 1 выбирают ниже точки компенсации магнитного момента, например, на 1-10^оС. Источник 4 излучения выполняется импульсным и нагревают феррит-гранатовый элемент 1 выше точки компенсации магнитного момента, т.е. на 2-20^оС. В результате фарадеевское вращение в элементе 1 изменяет свой знак на противоположный (фиг. 1) и угол поворота плоскости поляризации в нем изменяется на 2Q_Fh, где Q_F удельное фарадеевское вращение в точке компенсации магнитного момента; h толщина феррит-гранатового элемента 1. Для обеспечения 100% глубины модуляции значение h выбирают таким, чтобы = 90^о, а ось пропускания анализатора 2 ориентируют параллельно или перпендикулярно оси пропускания поляризатора 6. Для повышения чувствительности к излучению источника 4 или лазера 7 на поверхность феррит-гранатового элемента 1 можно нанести фотопроводящий слой 5. Локальное облучение слоя 5 при одновременной подаче электрического напряжения к контактам 8 и 9, сопряженным этим слоем, приводит к образованию фототока в облучаемом участке и выделению в нем тепла. С целью уменьшения потерь на отражение все оптические поверхности модулирующего элемента просветляют. П р и м е р. Феррит-гранатовый элемент 1 выполняют в виде монокристаллической пленки феррит-граната состава (Gd, Bi)₃(Fe, Ga, Al)₅O₁₂ или (Gd, Tm, Bi)₃(Tl, Ga)₅O₁₂, которую получают методом жидкофазной эпитаксии из переохлажденного раствора-расплава на подложке Gd₃Ga₅O₁₂, (Gd, Ga)₃(Mg, Zi, Ga)₅O₁₂ или Ca₃(Nb, Ga)₅O₁₂. Состав пленки, обеспечивающий компенсацию магнитного момента выше рабочей, например, комнатной температуры рассчитывают с помощью теории молекулярного поля. Пленки получают по известной технологии. Используют неодимовый лазер с длиной волны 1,06 мкм или эрбиевый лазер с 3 мкм. В качестве источника излучения используют импульсную ксеноновую лампу или полупроводниковый инжекционный лазер, излучение которого практически полностью поглощается пленкой феррит-граната. Поляризатором 6 и анализатором 7 служат клинья из кальцита, а фотопроводником слой Cu CdS. Магнитный блок 3 выполнен в виде постоянного кольцевого магнита.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, включающий пропускание лазерного излучения через намагниченный до насыщения вдоль оптической оси феррит гранатовый элемент и анализатор, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения быстродействия, на феррит - гранатовый элемент дополнительно воздействуют модулирующим излучением с длиной волны в полосе поглощения феррит гранатового элемента, причем феррит - гранатовый элемент выполнен с точкой компенсации магнитного момента выше рабочей температуры, а интенсивность модулирующего излучения выбирают такой, чтобы обеспечить нагревание феррит гранатового элемента выше точки компенсации магнитного момента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2