RU2545336C1 - Device for control over optical radiation parameters - Google Patents
Device for control over optical radiation parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545336C1 RU2545336C1 RU2013153125/28A RU2013153125A RU2545336C1 RU 2545336 C1 RU2545336 C1 RU 2545336C1 RU 2013153125/28 A RU2013153125/28 A RU 2013153125/28A RU 2013153125 A RU2013153125 A RU 2013153125A RU 2545336 C1 RU2545336 C1 RU 2545336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical element
- polarization
- rotation
- optical radiation
- parameters
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области оптики, а именно к устройствам управления параметрами лазерного излучения, используемого в практике создания оптических систем.The invention relates to the field of optics, and in particular to devices for controlling the parameters of laser radiation used in the practice of creating optical systems.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство, реализующее способ управления параметрами оптического излучения, включающее размещение на пути потока оптического элемента и изменение его оптических свойств воздействием на оптический элемент физического фактора. Например, в качестве оптического элемента используют материал, содержащий адсорбированную воду. Предварительно оптический элемент охлаждают до температуры начала восстановления водородных связей в адсорбированной воде, а изменение оптических свойств оптического элемента производят путем охлаждения и/или нагрева оптического элемента в области температур восстановления - разрушения водородных связей в адсорбированной воде. (Патент РФ №2035756, опубл. 20.05.1995).A device is known that implements a method for controlling the parameters of optical radiation, including placing an optical element on the flow path and changing its optical properties by exposing the optical element to a physical factor. For example, a material containing adsorbed water is used as an optical element. Previously, the optical element is cooled to the temperature of the beginning of the restoration of hydrogen bonds in adsorbed water, and the change in the optical properties of the optical element is performed by cooling and / or heating the optical element in the region of the temperature of restoration - the destruction of hydrogen bonds in adsorbed water. (RF patent No. 2035756, publ. 05.20.1995).
Недостаток его состоит в том, что производится управление исключительно интенсивностью потока излучения. Существует необходимость нагрева и/или охлаждения оптического элемента извне. Вследствие этого для корректной работы устройства требуется дополнительное нагревательное и охладительное оборудование.Its disadvantage is that it controls exclusively the intensity of the radiation flux. There is a need for heating and / or cooling the optical element from the outside. As a result, for the correct operation of the device requires additional heating and cooling equipment.
Наиболее близким техническим решением является устройство измерения, которое содержит поляризатор, после прохождения через который луч попадает во вращающийся оптический элемент, выполненный в виде стеклянного цилиндра, а также датчик, измеряющий угол поворота плоскости поляризации. (R.V. Jones, F.R.S. Rotary ′aether drag′. Department of Natural Philosophy, University of Aberdeen, Scotland. Proc. R. Soc. Lond. A. 349, 29 June 1976, p.426). Здесь используется экспериментально обнаруженный эффект изменения параметров линейно поляризованного монохроматического излучения при его прохождении через вращающуюся оптическую среду.The closest technical solution is a measuring device that contains a polarizer, after passing through which the beam enters a rotating optical element made in the form of a glass cylinder, as well as a sensor that measures the angle of rotation of the plane of polarization. (R.V. Jones, F.R.S. Rotary 'aether drag'. Department of Natural Philosophy, University of Aberdeen, Scotland. Proc. R. Soc. Lond. A. 349, 29 June 1976, p. 426). Here we use the experimentally discovered effect of changing the parameters of linearly polarized monochromatic radiation as it passes through a rotating optical medium.
Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет управлять параметрами оптического излучения, такими, например, как поворот плоскости поляризации излучения, а имеет возможность только измерять его величину.The disadvantage of this device is that it does not allow you to control the parameters of optical radiation, such as, for example, rotation of the plane of polarization of the radiation, and has the ability to only measure its value.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего управлять параметрами оптического излучения, а конкретно углом поворота плоскости поляризации и степенью поляризации.The objective of the invention is to provide a device that allows you to control the parameters of optical radiation, and in particular the angle of rotation of the plane of polarization and the degree of polarization.
Задача решается тем, что в устройство для управления оптическим излучением, включающее в себя источник лазерного излучения, поляризатор и вращающийся оптический элемент, введена цепочка обратной связи, состоящая из светоделительной пластины, поворотного блока, на котором установлены датчик угла поворота плоскости поляризации и дополнительный поляризатор, также из фотодетектора, усилителя, персонального компьютера и центрального блока управления скоростью вращения оптического элемента.The problem is solved in that a feedback chain consisting of a beam splitter plate, a rotary unit, on which a rotation angle sensor of the plane of polarization and an additional polarizer are installed, is introduced into the device for controlling optical radiation, which includes a laser radiation source, a polarizer and a rotating optical element. also from a photodetector, amplifier, personal computer and a central control unit for the rotation speed of the optical element.
Вращающийся оптический элемент для более надежной и точной работы может быть установлен на виброизолирующее основание.A rotating optical element for more reliable and accurate operation can be mounted on a vibration-isolating base.
Перечень фигурList of figures
На фиг.1 изображена блок-схема устройства управления параметрами оптического излучения.Figure 1 shows a block diagram of a device for controlling the parameters of optical radiation.
На фиг.2 представлена экспериментально полученная зависимость угла поворота плоскости поляризации от частоты вращения оптического диска при исходной горизонтальной поляризации излучения на выходе лазера.Figure 2 presents the experimentally obtained dependence of the angle of rotation of the plane of polarization on the frequency of rotation of the optical disk with the initial horizontal polarization of the radiation at the laser output.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Блок-схема устройства управления параметрами оптического излучения, включает в себя лазер 1, поляризатор 2, электромотор 3, оптический диск 4, светоделительную пластину 5, поворотный блок 6, датчик угла 7, дополнительный поляризатор 8, фотодетектор 9, усилитель 10, персональный компьютер 11 и центральный блок управления 12, виброизолирующее основание 13.The block diagram of the optical radiation parameter control device includes a laser 1, a polarizer 2, an electric motor 3, an optical disk 4, a beam splitter 5, a rotary block 6, an angle sensor 7, an additional polarizer 8, a photodetector 9, an amplifier 10, a personal computer 11 and a central control unit 12, a vibration isolating base 13.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Поляризация исходного излучения на выходе лазера 1 выбирается с помощью поляризатора 2. Светоделительная пластина 5 позволяет разделить прошедшее через оптический диск 4 излучение на две составляющие, одна из которых поступает на выход устройства, а вторая - в цепь обратной связи. Изменением частоты вращения электромотора 3 можно добиться желаемого изменения степени поляризации или угла поворота плоскости поляризации на основе заранее измеренных зависимостей (фиг.2). Детектирование искомых величин производится посредством поворота поворотного блока 6 на угол, соответствующий минимальному или максимальному значению прошедшего через дополнительный поляризатор 8 на фотодетектор 9 сигнала, в случае измерения угла поворота, и обоих экстремальных значений сигнала (минимального и максимального), в случае определения степени поляризации. Угол поворота поворотного блока 6 фиксируется с помощью датчика угла 7, установленного на нем. С помощью вычислительных средств персонального компьютера 11 производится вычисление степени поляризации. Для уменьшения влияния вибраций электромотора 3 на точность устройства его помещают на виброизолирующее основание 13. Пределы изменения параметров на выходе устройства могут контролироваться изменением угла падения излучения на оптический диск 4, выбором оптического диска 4 из различных материалов и изменением исходной поляризации излучения на выходе генератора.The polarization of the initial radiation at the output of the laser 1 is selected using a polarizer 2. The beam splitter plate 5 allows you to divide the radiation transmitted through the optical disk 4 into two components, one of which goes to the output of the device, and the second to the feedback circuit. By changing the rotation frequency of the electric motor 3, it is possible to achieve the desired change in the degree of polarization or the angle of rotation of the plane of polarization based on pre-measured dependences (figure 2). The desired values are detected by turning the rotary unit 6 by an angle corresponding to the minimum or maximum value of the signal transmitted through the additional polarizer 8 to the photodetector 9, in the case of measuring the rotation angle, and both extreme signal values (minimum and maximum), in the case of determining the degree of polarization. The rotation angle of the rotary unit 6 is fixed using the angle sensor 7 mounted on it. Using the computing means of the personal computer 11, the degree of polarization is calculated. To reduce the effect of the vibrations of the electric motor 3 on the accuracy of the device, it is placed on a vibration-isolating base 13. The limits of the parameters at the output of the device can be controlled by changing the angle of incidence of the radiation on the optical disk 4, selecting an optical disk 4 from various materials and changing the initial radiation polarization at the generator output.
Заявляемое устройство позволяет производить управление излучением с использованием простых по составу, структуре способов получения оптических элементов. Изобретение реализовано в виде экспериментального стенда на основе гелий-неонового лазера, работающего на длине волны 0,6328 мкм. В качестве оптического элемента используется диск из оптического стекла марки ТФ3 с диаметром 62 мм и толщиной 10 мм. Роль дополнительного поляризатора выполняет пленочный поляризатор SUNPACK (PL) Polarizer 48 mm. В качестве измерительного фотодетектора выбран высокоскоростной PIN фотодиод S5821-01 (Hamamatsu). Частота и направление вращения двигателя управляются при помощи цифрового преобразователя частоты Delta Electronics VFD-EL.The inventive device allows radiation control using simple in composition, structure of methods for producing optical elements. The invention is implemented as an experimental bench based on a helium-neon laser operating at a wavelength of 0.6328 microns. As an optical element, a TF3 optical glass disk with a diameter of 62 mm and a thickness of 10 mm is used. The role of the additional polarizer is performed by the SUNPACK (PL) Polarizer 48 mm film polarizer. A high-speed PIN photodiode S5821-01 (Hamamatsu) was selected as a measuring photodetector. The frequency and direction of rotation of the motor are controlled by a Delta Electronics VFD-EL digital frequency converter.
При расчетах используется вводимая в персональный компьютер заранее определенная экспериментально зависимость угла поворота плоскости поляризации от частоты вращения оптического диска (например, по фиг.2).In the calculations, a predetermined experimentally determined dependence of the angle of rotation of the plane of polarization on the frequency of rotation of the optical disk (eg, as shown in FIG. 2) is introduced into a personal computer.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Device for control over optical radiation parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Device for control over optical radiation parameters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2545336C1 true RU2545336C1 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=53383270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013153125/28A RU2545336C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Device for control over optical radiation parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2545336C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU731376A1 (en) * | 1978-04-24 | 1980-04-30 | Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им. Т.Г.Шевченко | Device for measuring rotational speed parameters |
US6157025A (en) * | 1997-10-20 | 2000-12-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Disk shaped tunable optical filter |
-
2013
- 2013-11-29 RU RU2013153125/28A patent/RU2545336C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU731376A1 (en) * | 1978-04-24 | 1980-04-30 | Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им. Т.Г.Шевченко | Device for measuring rotational speed parameters |
US6157025A (en) * | 1997-10-20 | 2000-12-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Disk shaped tunable optical filter |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
R.V. Jones, F.R.S. "Rotary aether drag", PROC. R. SOC. LOND. A., 349, 1976 г., стр.423-439. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4243327A (en) | Double-beam optical method and apparatus for measuring thermal diffusivity and other molecular dynamic processes in utilizing the transient thermal lens effect | |
KR101577720B1 (en) | Fiber optic electric field sensor and method for measuring electric field | |
CN103900963B (en) | Heavy caliber light absorption coefficient of crystal material measurement mechanism | |
JP2014184023A5 (en) | ||
RU2545336C1 (en) | Device for control over optical radiation parameters | |
KR101727091B1 (en) | Apparatus and method of distributed fiber sensor using optical frequency domain reflectometry based on Brillouin dynamic grating | |
JP2004226404A (en) | Device for measuring residual stress of optical fiber | |
JP2010271068A (en) | Magnetooptical spectrum measuring instrument and magnetooptical spectrum measuring method | |
KR100442668B1 (en) | Apparatus for residual stress measuring of optical fiber | |
Hirschy et al. | Basic optical properties of the photoelastic modulator. Part III: thermal properties | |
JPWO2012033021A1 (en) | Laser beam energy stabilization device, laser pulse time waveform control device, laser beam energy stabilization method, and laser pulse time waveform control method | |
CN106524898B (en) | Frequency stabilizing device and method for output frequency difference of double-frequency laser | |
Amirkhani et al. | Polymer thermal and acoustic properties using heterodyne detected transient grating technique | |
Tiwari et al. | Laser frequency stabilization using a balanced bi-polarimeter | |
KR101661470B1 (en) | Polarizing mutation detecting apparatus using optical waveguide | |
KR101413998B1 (en) | Phase change detecting method between the polarized light using liquid crystal retarder | |
Yan-Yi et al. | Two-hertz-linewidth Nd: YAG lasers at 1064 nm stabilized to vertically mounted ultra-stable cavities | |
TW201425906A (en) | Ellipsometer and polarization state modulation method for ellipsometer | |
Gladyshev et al. | Variation of optical characteristics of polarized laser radiation in dielectric upon its low-frequency rotation and heating | |
Wang et al. | Evaluation of a dual PEM Stokes polarimeter using different signal processing methods | |
RU2290625C2 (en) | Device for optical spectroscopy | |
KR101219384B1 (en) | Wavefront error measurement device sensitive to polarization effect and measurement method using the same | |
JP2005283552A (en) | Birefringence measurement device and birefringence measurement method | |
KR101437451B1 (en) | Surface detecting apparatus using palaritetric interference with liquid crystal retarder | |
Nakamura | 3P4-6 Optical Interferometric Measurement of Vibration Amplitude in High Power Ultrasonic Tool through Vibration-Synchronized Fringe Counting (II) Simplification of the System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161130 |