Оптический квантовый генератор с модулированной добротностью

Оптический квантовый генератор с модулированной добротностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i«i 4ISI47

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

О ее И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Завиоимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 13.09.71 (21) 1699715 2G-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Пр иоритет—

Опубликовано 05.05.74. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 02.02.75

i51) Ч Кз Н 01s3/ 1

Государственный комитет

Соеета Министров С6СР по делам изобретений и открытий (о3) УДК 621.375.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. М. Маругин и В. М. Овчинников (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР

С МОДУЛИРОВАННОЙ ДОБРОТНОСТЬЮ

Изобретение относится к квантовой электронике и может использоваться для управления параметрами импульсов излучения оптических квантовых генераторов (ОКГ), например, для получения одномодового режима гелер а ци и.

Известны ОКГ, содержащие оптический резонатор, активный элемент, модулятор добротности и поляризатор. Известные ОКГ не позволяют управлять поперечной структурой пучка излучения путем постепенного увел iчения добротности резонатора в радиалbnoì направлении.

Предлагаемый ОКГ отличается от известных тем, что в его резонаторе установлена модулирующая ячейка с кольцевыми элек;,ðîäàìè, соединенными с источником питания, причем отношение поперечного размера ячейки к ее длине выбрано в интервалс (2 — 10) )! где е, и д. — диэдектрдчесддд проницаемость ячейки соответственно пер пендикулярно к оптической оси и вдоль нес.

Источник питания может быть выполнен в виде генератора импульсов с монотонно изменяющимся напряжением, создающим на торцах модулирующей ячейки средний радналь2 У 42 ный градиент напряжения (1,4 — 2,0) где U!. 2 — нолуволновос напряжение, поперечный размер ячейки.

Это позволяет обеспечить управление пара5 метрамн пучка излучения.

На фнг. 1 показана модулнрующая ячейка предлагаемого ОКГ; на фнг. 2 — оптическая схема ОКГ.

Предлагаемый ОКГ содержит поляризатор

1; модулпрующую ячейку 2 с кольцевыми электродами 3, сосднненнымн с источником 4 питания; активный элемент 5; оптический резонатор, образованный отражателями 6 н 7; пасспвный или электрооптический модулятор

8 добротности.

Вход источника питания соединен с блоком

9, служащим для запуска источника в момент возникновения генерации в резонаторе ОКГ.

Блок 9 может содержать, например, разряднн|;, поджнгаемый светом, илн фотоприемник, регистрирующий излучение ОКГ, например, частично выводимое из резонатора двулучепреломляющим поляризатором 1.

25 Модулнрующая ячейка (см. фнг. 1) может быть выполнена в виде пластинки из кристалла, обладающего продольным электрооптическим эффектом (КДР, АДР, ДКДР и т. д.), и установлена между двумя поляризаторами.

Отношение срсднс.-о размера светового от418147

1,—. U

Т = — = sin- ——

Π— б(-

40 где 1 — интенсивность света, выходящего нз ячейки;

1„— интенсивность света, нанравляе- 45 мого в ячейку;

Г . 2 — константа, характеризующая материал модулирующей ячейки.

Вследствие неоднородности электрического поля в ячейке 2 независимо от величины напри!кения источи tKB 4 питания п130пускание некоторых зон ячейки минимально, а нскотор;lx — максимально. Таким образом, моду лиру!ощая ячейка 2 никогда полностью не открыта для падающего светового пучка и не закрыта. верстия и tBcTtttttu! (например, cBcToi, 010 диаметра, если отверстие имеет форму круга) к

/" ее плеве впбрапп ревев:и (2- — )б) 1б -z

Прн использовании в предлагаемом ОКI электрооптического модулятора доброт)BOñòè модулирующая ячейка 2 и модулятор 8 100ротности могут быть выполнены на основе общего для этих элементов кристалла.

Для повышения эффектив(юсти управления ! о понере ной структурой пучка их!уч IHII ОКГ может быть снабжен несколькими модулпрующими ячейками, установленными последователы о и разделе!шыми поляризаторами.

l5

Прп работе ОКГ активный элемент 5 возбужд:)ется системой накачки (не показана).

Прн этом модулятор добротности резонатора

ОКГ закрыт, я на электроды 3 модулирующей ячейки подано управляющее напряжение от источника 4. Блр)годаря выбору указа(шого вьппе соотношения между поперечными и продолы ыми размерами ячейки 2 управляющее напряжение, поданное от источника 4, создает в пластинке резко неоднородное осесимметр:.(чное электрическое поле Е, т. е. ра"ность потенциалов между точками Л, Л не рав((я разности потенциалов между точками

Б, Б (см. фиг. 1). Это приводит к появлению разности потенциалов между то IKBI III

А и Б, расположенными по радиусу на разном расстоянии 0Т центра, т. е, к появлению радиB.!bitOÃO грядиентя напряжения, харак тернзующего неоднородность приложенного полл L.

Прн ct

При срабатывании модулятора доброт1!ости ма11симялыlое Ilpoit) cti211не cooTBBTcTB) ет только небольшой централы(ой зоне светового отверстия модулирующей ячейки 2.

В момент достижения максимальной инверсии в активном элементе модулятор добротности открывается, и генерация ОКГ развивается в небольшой центральной области активного элемента, определяемой размеро;I

3 OH bl B bl CO KO f 0 lI P O I1 ) C K tI I I I t SI II t B,! l . 2. I B C T b излучения, возникающего в осевой области резонатора, поступает в блок 9, связан)ый с источником 4, вследствие чего напряжение на выходе источника 4 начинает изменяться (убывать) с заданной скоростью. Это вызывает постепенное увеличение зоны максимального пропускания от центра к краю светового отверсти.-(ячейки 2. Добротность резон .тора ОКГ при этом также увеличивается в радиальном направлении (от центра к краю), т. е. обеспечивается улучшение модовой структуры излучения илн регулирование длительности импульса. При подаче на модулирующую ячейку 2 постоянного напряжения она представляет собой селектор поперечных мод.

Предмет нзобретепня

1. Оптический квантовый генератор с мoдулироваппой добротностью, содержащий оптический резонатор, активный элемент, модулятор добротности и поляризатор, отлича!ои1ийсде тем, что, с целью обеспечениЯ УпРавления паряметрамп пучка излучения, в резонаторе установлена модулиру1ощал ячейка с кольцсвыми электродами, соединенными с источником питания, причем отношенис поперечного размера ячейки к ее длине выбрано

Г.=, в интервале (е — 10) I i ", гле ае п е, — лел электрическая проницаемость материала ячейки соответственно перпендикулярно к оптическойй оси и вдоль нее, что приводит к изменению поперечной структуры пучка.

2. Оптический квантовый генератор по п. 1, отличающийся тем, что источник питания выполнен в виде генератора импульсов с монотонно изменяющимся напряжением, создающим на торцах модулируюшей ячейкг средний радиальный градиент напряжения

01,12 (1,4 — 2,0), где U — полуволновое напряжение, d — поперечный размер ячейки.

418l47

Фиг T

/ Риг 2

Составитель И. Старосельская

Техред Г. Дворина Корректор И. Симкина

Редактор И. Орлова

Заказ 1731 468 Изд. ¹ 805 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., . 4/5

Тип. Харьк. фпл. пред. «Патент>.

I