DE2056576C3 - Elektrooptischer Lichtmodulator - Google Patents
Elektrooptischer LichtmodulatorInfo
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- DE2056576C3 DE2056576C3 DE19702056576 DE2056576A DE2056576C3 DE 2056576 C3 DE2056576 C3 DE 2056576C3 DE 19702056576 DE19702056576 DE 19702056576 DE 2056576 A DE2056576 A DE 2056576A DE 2056576 C3 DE2056576 C3 DE 2056576C3
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
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Description
20
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrooptischen Lichtmodulator mit einem würfelförmigen
KDP-Kristall, dessen Lichteintritts- und Lichtaustrittsseite
je eine elektrisch leitende transparente Schicht aufweist, die als Elektrode zum Anlegen der
Modulationsspannung dient
KDP-Einkristalle (KDP bedeutet Kaliumdihydrogenphosphat),
im folgenden Pockelszellen genannt, werden wegen ihrer nirti'.linearen optischen Eigenschaften in
der Lasertechnik als elektrooptische Güteschalter für Riesenimpulslaser und als Modulatoren verwendet
Läßt man einen polarisierten Lichtstrahl eine Pockelszelle durchlaufen, an die eine elektrische Spannung
gelegt wird, so wird die Polarisationsebene des Lichtes um einen Betrag gedreht, der eine Funktion der
angelegten Spannung ist
Die Elektroden zum Anlegen der Modulationsspannung bestehen aus elektrisch leitenden, transparenten
Schichten und werden an der Lichteintritts- und an der Lichtaustrittsseite angebracht. Wird die Pockelszelle
nun sehr hohen optischen Flächenbelastungen ausgesetzt, wie es beim Einsatz als Modulator für Riesenimpulslaser
der Fall ist, so konnten bisher nur Ringelektro- « den verwendet werden, da die Elektrodenmaterialien,
deren Flächenwiderstand im allgemeinen I kOhm/cm2 beträgt, aus Gründen zu hoher Absorption den
Riesenimpulsen nicht standhalten konnten.
Ein elektrooptischer Lichtmodulator mit einem KDP-Kristall ist aus »Elektronische Rundschau« Nr. 2
(J 957), Seiten 58 und 60 bekannt. Bei diesem Lichtmodulator müssen entsprechend einer allgemeinen
Forderung die Elektroden durchsichtig und leitend sein. Insbesondere auf Seite 60, linke Spalte der Entgegenhai- «
tung sind dabei als Ausfuhrungsbeispiele Elektroden in Form von Gittern oder Ringen auf der Oberfläche des
Kristalls angegeben, wobei als Elektrodenmaterial Gold genannt wird.
Die Verwendung von Ringelektroden wurde aber als «>
nachteilig empfunden, da sie wegen ihrer kleineren Fläche im Vergleich zu Flächenelektroden, eine bis um
den Faktor 2 höhere Modulationsspannung erfordern und die Modulationsspannung von Pockelszellen für
einen annehmbaren Modulationsgrad im allgemeinen *>5
bei einigen 1000 Volt liegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pockelszelle der eingangs genannten Art anzugeben.
welche sehr hohen optischen Flächenbelastungen aussetzbar ist und welche dabei mit niedrigerer
Modulationsspannung auskommt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß. auch die übrigen Oberflächen des Kristalls mit einer Feuchtigkeitsschutzschicht
versehen sind, daß für die Modulation der Strahlung von Riesenimpulslasern das Elektrodenmaterial
Indiumoxid mit einem Flächenwiderstand zwischen 2 und 5 kOhm/cm2 ist und daß auf den
Elektroden eine MgF2-Schicht mit einer solchen Dicke aufgedampft ist, daß die Gesamtdicke der beiden
Schichten auf der Lichteintritts- und Lichtaustrittsseite jeweils eine Λ/4 Anpassung bewirkt
Die auf sämtlichen Kristalloberflächen aufgebrachte Schutzschicht dient gleichzeitig zur Entspiegelung und
zum Schutz vor Feuchtigkeit, wobei als bevorzugtes Material Magnesiumfluorid gewählt wird.
Das Aufbringen von haltbaren Schichten üuf KDP-Krisialloberflächen
erfordert wegen der Hygroskopizität des Materials besondere Maßnahmen. So muß das
Reinigen der polierten KDP-Kristaüe mit einem
wasserfreien Substratreiniger erfolgen, z. B. mit einem Aceton-Ultraschallbad, wobei das Bad zur Vermeidung
von thermischen Spannungen die gleiche Temperatur wie der Kristall aufweisen muß. Um eine mögliche
Kondensation von Wasser auf den Kristalloberflächen zu vermeiden, empfehlt es sich, vom Einbringen des
Kristalls in den Rezipienten der Bedampfungsanlage an bis zum Bedampfen den Rezipienten auf etwa 90° C
aufzuheizen. Die Bedampfung des Kristalls geschieht dann bei einem Druck von etwa 10~5 Torr mit einer
Aufdampfrate von etwa 40 Ä/sec. Zur Erzielung einer gleichmäßig bedampften Oberfläche läßt man dann den
Kristallträger mit 5 bis 10 Umdrehungen/min rotieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert
1 bezeichnet einen würfelförmigen KDP-Krisfll, auf
dessen eine Seite ein Laserstrahl, dessen Durchmesser mit 4 angegeben ist, senkrecht antrifft und der den
Kristall auf der gegenüberliegenden Seite wieder verläßt Die Lichteintritts- und die Lichtaustrittsseite
sind über ihre gesamte Oberfläche mit elektrisch leitenden, transparenten Schichten 2, 2' belegt, die als
Elektroden zum Anlegen der Modulationsspannung dienen. Diese Elektroden bestehen beispielsweise aus
Indiumoxyd und werden mit einer Schichtdicke von etwa 200 Ä aufgebracht, so daß sie den erwünschten
Flächenwiderstand aufweisen. Da die Elektroden bereits einen ausreichenden Schutz vor Feuchtigkeit
bieten, ist es nicht nötig, die zur Entspiegelung erforderliche MgF2-Schicht 3, 3' auf die gesamte
Elekirodenfläche aufzubringen. Es genügt daher, sie zumindest auf eine Fläche, die dem Querschnitt des zu
modulierenden Lichtstrahles entspricht, aufzudampfen. Die Dicke der MgFrSchicht wird dabei so bemessen,
daß die Anordnung KDP-InO-MgF2-LuH ein minimales Reflextonsvermögen aufweist. Zum Schutz gegen
Feuchtigkeit werden auch die vier übrigen, zur Lichtausbreitungsrichtung parallelen. Seiten des KDP-Kristalls
mit einer Magnesiumfluoridschicht 3" bedampft.
Die MgFrSchicht erfüllt also, je nach dem Ort ihres Aufbringens, zwei verschiedene Funktionen. Da die
Elektrodenschichtdickc durch den Flächenwiderstand festgelegt ist, dient die auf die Elektroden aufgedampfte
MgF2-Schicht nur der λ/4-Anpassung der Anordnung der KDP-lnO-Mgp2-Luft. Auf den vier zur Lichtausbreitungsrichtung
parallelen Seiten der Pockelszelle spielt
dagegen die Entspiegelung keine Rolle und die dort aufgedampften MgFj-Sehichten dienen ausschließlich
als Feuchtigkeitsschutzschicht.
Die so erhaltene Pockelszelle weist eine hohe Beständigkeit gegen Feuchtigkeit auf und kann den bei
Riesenimpulsen auftretenden hohen optischen Flächenbelastungen standhalten. Dabei ist es günstig, die
Zuleitungen möglichst kurz und induktivitätsarm auszuführen. Der Schalter, beispielsweise ein Schalttransistor
oder Thyristor, wird dabei möglichst unmittelbar neben der Pockelszelle angebracht.
Hierzu 1 Blatt ZeichjMngen
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrooptischer Ljchimodulatar mit einem würfelförmigen KDP-Kristall, dessen Liehteintritts- und Lichtaustrittsseite je eine elektrisch leitende transparente Schicht aufweist, die als Elektrode zum Anlegen der Modulationsspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß auch die übrigen Oberflächen des Kristalls mit einer Feuchtigkeitsschutzschicht versehen sind, daß für die Modulation der Strahlung von Riesenimpulslasern das Elektrodenmaterial Indiumoxid mit einem Rächenwiderstand zwischen 2 und 5 kOhm/cm2 ist und daß auf den Elektroden eine MgFrSchicht mit einer solchen Dicke aufgedampft ist, daß die Gesamtdicke der beiden Sc'-ichten auf der Lichteintritts- und Lichtaustrittsseite jeweils eine A/4 Anpassung bewirkt
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702056576 DE2056576C3 (de) | 1970-11-17 | 1970-11-17 | Elektrooptischer Lichtmodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702056576 DE2056576C3 (de) | 1970-11-17 | 1970-11-17 | Elektrooptischer Lichtmodulator |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2056576A1 DE2056576A1 (de) | 1972-05-25 |
| DE2056576B2 DE2056576B2 (de) | 1979-04-19 |
| DE2056576C3 true DE2056576C3 (de) | 1979-12-20 |
Family
ID=5788382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702056576 Expired DE2056576C3 (de) | 1970-11-17 | 1970-11-17 | Elektrooptischer Lichtmodulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2056576C3 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2903838C2 (de) * | 1979-02-01 | 1986-01-23 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Elektrooptisches Lichtmodulationselement |
-
1970
- 1970-11-17 DE DE19702056576 patent/DE2056576C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2056576A1 (de) | 1972-05-25 |
| DE2056576B2 (de) | 1979-04-19 |
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