модулятор

Формула изобретения

1. Модулятор, содержащий электрооптическую ячейку, первый и второй контакты для подачи управляющего напряжения, отличающийся тем, что электрооптическая ячейка выполнена в виде К 2 пластинок из LiNbO₃ с К 2 волноводными каналами, так что первый и второй контакты выполнены в виде управляющих электродов, нанесенных на противоположные грани каждого волноводного канала, причем входы и выходы волноводных каналов через первые и вторые волоконно-оптические кабели подсоединены соответственно к первому и второму соединителям, причем соединение входов и выходов с волоконно-оптическими кабелями выполнено через оптически плотные переходы.

2. Модулятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит коммутатор напряжений с K выходами, подключенными к соответствующим электродам первого контакта, M K входами и P входами для подачи логических сигналов.

3. Модулятор по п.1, отличающийся тем, что все пластины из LiNbO₃ имеют различные оптические свойства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оптической технике, а именно к системам регулирования и стабилизации интенсивности светового излучения, и может быть использовано для создания оптической аппаратуры различного назначения.

Известен модулятор, содержащий сегнетоэлектрический кристалл, поляризаторы, управляющие электроды.

Однако модулятор имеет низкие функциональные возможности, заключающиеся в малом диапазоне управляющих напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является модулятор, содержащий электрооптическую ячейку, первый и второй контакты для подачи управляющего напряжения, поляризатор.

Недостатком известного устройства являются низкие функциональные возможности, заключающиеся в малом диапазоне управляющих напряжений при их значении свыше 1 кВ.

Целью изобретения является расширение диапазона управляющих напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается модулятор, содержащий электрооптическую ячейку, первый и второй контакты для подачи управляющего напряжения, в котором модулятор выполнен в виде K 2 волноводных каналов, выполненных в K 2 пластинах из ниобата лития LiNbO₃, при этом модуляция света осуществляется за счет электрооптического эффекта в ниобате лития путем подачи управляющих напряжений, для чего первый и второй управляющий электроды, нанесенные на противоположные грани каждого волноводного канала, подключены к соответствующему контакту для подачи управляющего напряжения и к общей шине устройства, первый и второй соединители, первые и вторые волоконно-оптические кабели, оптически плотные переходы, расположенные на входах и выходах волноводных каналов, первый соединитель, вход которого является входом для подачи светового потока с равномерным распределением, через первые волоконно-оптические кабели и через оптически плотные переходы подключен к входам волноводных каналов, входы которых через оптически плотные переходы и вторые волоконно-оптические кабели подключены к второму соединителю, вход которого является выходом модулятора.

На фиг. 1 изображен модулятор; на фиг. 2 - волноводный канал, на фиг. 3 - зависимости относительной яркости света на выходе волноводного канала от напряжения на управляющих электродах для волноводных каналов, выполненных в пластинах из ниобата лития.

Устройство (фиг. 1) содержит пластины из ниобата лития 1.1 - 1.K, в которых выполнены волноводные каналы 2 с входами 3, выходами 4, управляющими электродами 5, 6, первые 7 и вторые 8 контакты для подачи управляющих напряжений на первые и вторые управляющие электроды, (K - 1) непрозрачных пластин 8.1 - 8 (K - 1), коммутатор 9 с выходами 10.1 - 10.K, входами 11.1 - 11.M (M 1) для подачи управляющих напряжений, 12.1 - 12.P P 1 входов для подачи логических напряжений, оптически плотные переходы 13, первые волоконно-оптические кабели 14.1 - 14.K, вторые волоконно-оптические кабели 15.1 - 15.K, первый соединитель 16, второй соединитель 17.

Первый соединитель 16 подключен через первые волоконно-оптические кабели 14, через оптически плотные переходы 13 к входам 3 волноводных каналов 2, входы которых через оптически плотные переходы 4", через вторые волоконно-оптические кабели 15 подключены к второму соединителю 17.

На фиг. 2 показан волноводный канал, выполненный в пластине из ниобата лития 1. Управляющие электроды 5, 6 нанесены на противоположные грани волноводного канала и подключены соответственно к контакту 7 для подачи управляющего напряжения к общей шине устройства.

На фиг. 3 приведено семейство кривых зависимости отношения относительной яркости света на выходе волноводного канала от поданного управляющего напряжения на волноводных каналах, выполненных в пластинах из ниобата лития с различными оптическими свойствами 18.1 - 18.K.

Устройство работает следующим образом. Волноводные каналы 2 выполнены в пластинах 1.1 - 1.K из ниобата лития, представляют собой электрооптическую систему, использующую электрооптический эффект, т.е. возникновение оптической анизотропии у прозрачного изотропного твердого диэлектрика при помещении его во внешнее электрическое поле. При воздействии однородного электрического поля, прикладываемого между управляющими электродами 5 и 6, диэлектрик поляризуется и приобретает оптические свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает по направлению с вектором E напряженности поля управляющего сигнала.

При этом за счет эффекта полного внутреннего отражения света на выходе волноводного канала получаем световой поток с малым коэффициентом затухания. В основу работы волноводного канала положено каналирование светового пучка в тонких диэлектрических структурах и пленках.

В режиме отсутствия управляющего напряжения на гранях волноводного канала 2 (полосковых волноводов) свет в волноводном канале не распространяется из-за сдвигов по фазе на 90^o плоскости поляризации в соответствующем волноводном канале 2 и вектора E напряженности электрического поля управляющего сигнала.

Выбирая различные срезы кристалла ниобата лития относительно оптической оси, т.е. кристаллы с различными оптическими свойствами 1.1 - 1.K, и формируя в них волноводные каналы 2, получаем волноводные каналы с различными зависимостями относительной яркости на выходе волноводного канала от поданного на него напряжения 18.1 - 18.K. При выполнении волноводных каналов в пластинах из ниобата лития с одинаковыми оптическими свойствами имеем на выходе увеличение интенсивности светового потока в K раз по сравнению с одним волноводным каналом за счет суммирования световых потоков.

Однако, за счет выбора кристаллов управляющие напряжения могут составлять от 12 до 46 кВ.

В модуляторе происходит расширение диапазона управляющих напряжений от 12 до 4 кВ, при подаче их на управляющие электроды различных волноводных каналов, например, через коммутатор 9.

Таким образом, повышение яркости на выходе от 2 до K раз происходит за счет применения K волноводных каналов, выполненных в пластинах из ниобата лития, с одинаковыми оптическими свойствами.