Claims (2)
.1 Изобретение относитс к оптическо му приборостроению, в частности к мо дул торам световых потоков с использо ванием кольцевых оптических резонаторов , и может быть использовано э системах оптической св зи, светодаль номерах, научных исследовани х, а также в различных технологических процессах. Известны модул торы света, содержащие кольцевые оптические резонаторы с призмами полного внутреннего рт ражени , двулучепреломл ющие элеменлты и приспособлени дл нарушени полного внутреннего отражени в приз ме, расположенные в различных комбинаци х и количествах по ходу модулируемого света ГЧ Недостаток зтих модул торов света заключаетс в невозможности получени большей амплитуды мощности модулированного светового потока по сравн4нию с модулируемым без применени в оптическом резонаторе активной среды . Использование активной среды при . водит к усложнению конструкций и сужению спектральных характеристик, ко торые завис т от характеристик ак;тив ной среды. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс модул тор света, содержащий призкЕЛ дл ввода и вывода излучени , двулучепреломл ющий элемент и кольцевой оптический резонатор в виде призмы полного внутреннего отражени , по крайней мере одна грань которой выполнена с возможностью периодического нарушени полного внутреннего отражени Г2 . Недостатком данного модул тора вл етс низка мощность модулиррванного светового потока, котора принципиально , в данном случае, не может быть больше величины мощности модулируемого светового/потока. Цель изобретени - повышение мощности модулированного света. Поставленна цель достигаетс тем, что в модул торе света, содержащем призмы дл ввода и вывода излучени , ,двулучепреломл ющий, элемент и кольцевой оптический резонатор в виде призмы полного внутреннего отражени , по крайней мере одна грань которой вывыполнена с возможностью периодичес- кого-нарушени полного внутреннего отражени , двулучепреломл ющий элемент , установлен в оптическом конта те с призмой дл ввода излучени и гранью лризглд полного внутреннего от ражени , причем его оптическа ось ориентирована в направлении распространени света под углом к поверхности призмы полного внутреннего отражени 0 CirCS n(); О а показатель преломлени , призмы полного внутреннего отражени 5SW PsTiW/a где в - угол между оптической осью , двулучепреломл ницего элемента и перпендикул рном к грани npH3f.dbi полного внутреннего отражени / tf - угол между падаюхцим и отра женным светом в призме пол ного внутреннего отражени - показатель преломлени при . мы полного внутреннего отражени ; Пд - показатель преломлени обы новенного луча света.S дву лучепреломл ющем элементе; ng - показатель преломлени необыкновенного луча света в направлении падающего свет в призме полного внутренне го отражени . Дл повышени надежности модул то pa света кольцевой оптический резона тор выполнен в виде призмы с равными углами. Дл получени импульсов модулированного света различной длительности кольцевой оптический резонатор выполнен с возможностью из.1енени оптической длины, например, из двух призм полного отражени / одна из которых выполнена подвижной. На фиг. 1 и фиг. 2 изображены при ципиальные схемы двух вариантов моду л тора света . На фиг, 1 изображены: трехгранна призма 1, двулучепреломл ющий элемент 2, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, призма 3 с равными углами и гран ми, образующими кольце вой оптический резонатор, элемент 4, нарушающий полное внутреннее отражение от одной из граней призмы 3. Двулучепреломл юций элемент 2 выполнен fi3 отрицательного анизотропного кристалла, например исландского шпата или нитрата натри и расположен между гран ми призмы 1 и 3 в оптическом контакте с ними своими параллельными плоскост ми. На фиг. 2 изображены: двулучепреломл ющий элемент 5, выполненный в виде трехгранной призмы, передн грань которой перпендикул рна модулируемому световому потоку и оптической оси отрицательного анизотропного кристалла, из которого состоит двулучепреломл ющий элемент 5, призмы 6 и 7 полного внутреннего отражени , которые образуют кольцевой оптический резонатор, и отражающие поверхности которых просветлены, элемент 8, нарушающий полное внутреннее отражение от одной из граней призмы 6. Двулучепреломл ющий элемент 5 установлен с гранью призмы 6 гипо .тенузной гранью в оптическим контакте Призма 7 выполнена с возможностью перемещени в направлении перпендикул рном своей проходной грани. Элементы 4 и 8 (фиг. 1 и 2) , нарушающие полное внутреннее отражение в. призмах 3 и 6 могут быть выполнены из пьезоэлектриков которые под деист-, вием управл ющего сигнала измен ют свою толщину, а с ней и воздушный слой между плоскост ми элементов 4 и 8 и гран ми призм 3 и б, что приводит к оптическому контакту между ними и модул ции света, или электрооптическрго кристалла, наход щегос в оптическом контакте с призмами 3 и 6 и, показатель преломлени которого измен етс под действием управл ющего сигнала. Модул тор света работает следующим образом. Плоскопол ризованный световой поток проходит через трехгранную .призму 1, преломл етс на границе призма 1 - двулучепреломл ющий .элемент 2 в направлении его оптической оси. Пройд по оптической оси двулучепреломл ющий элемент 2, свет преломл етс на грани призмы 3 и выходит под углом 4/2 к перпендикул ру -опущенному , на грань призмы 3,.причем б1п9. .(1) s-tn ад В кольцевом оптическом резонаторе, которым вл етс призма 3, поверхности полного внутреннего отражени расположены так, что световой поток образует световое кольцо с углом падени света на входную грань призмы 3 равным Ч /2. Дл этого направлени показатели преломлени дл обыкновенного Пф и необыкновенного п лучей будут различными. В частности, дл отрицательного лучепреломп ющего элемента Og будет меньше пр. При этом показатель преломлени необыкновенного луча можно определить по формуле Sin Г С05Ч/й где 7 - угол между оптической осью двулучепреломл ющего элемента и направлением падени на него света в кольцевом оптическом резонаторе, т.е. призме 3. Так как показатель прелогллени призмы выбран согласно соотношени (1), то необыкновенные лучи света не проход т через границу призма 3 двулучепреломл ющий элемент 2, а циркулируютс по кольцевому оптическому резонатору. При этом мощность световой энергии в резонаторе возрас тает до тех пор, пока не нарушитс полное внутреннее отражение с помощь элемента 4, Так как нарушение полного внутреннего отражени может быть обеспечено практически мгновенно, то величина длительности импульса 1 на выходе модул тора равн етс : «- a/v; где 6 - длина кольцевого оптического резонатора; V - средн скорость света в кол цевом оптическом резонаторе. Дл изменени длительности имйуль са модулированного света в модул торе может быть предусмотрено изменение длины оптического пути в кольцевом оптическом резонаторе с помощью перемещающейс призмы 7,как показано на фиг, 2. Величину мощности светового потока , накопленную в кольцевом оптическом резонаторе можно определить п формуле Р Р где Р.., - мощность накопленна в коль цевом оптическом резонаторе Р - мощность модулируемого светового потока; К - светопропускание кольцевого оптического резонатора за один проход по нему света; - количество проходов передне го фронта модулируемого све . та по кольцевому оптическому резонатору. Максимально возможна мощность, н копленна в кольцевом резонаторе при будет равна Рта% Таким образом, периодически наруша полное внутреннее отражение в при призме 3 получим модулированный свет амплитуда которого в 1/1-К раз больше величины мощности модулируемого света, а длительность С. Модул тор позвол ет получить мощность модулированного светового пото ка большую чем мощность модулируемого потока. Формула изобретени Модул тор света, содержащий призмы дл ввода и вывода излучени , дву лучепреломл ющий элемент и кольцевой оптический резонатор в виде призмы полного внутреннего отражени , по крайней мере, одна грань которой выполнена с возможностью периодического нарушени полного внутреннего отражени , отличающийс тем, что, с целью повышени мощности модулированного светового потока, двулучепреломл ющий элемент установлен в оптическом контакте с призмой дл ввода излучени и гранью призмы полного внутреннего отражени , причем его оптическа ось ориентирована в направлении распространени света под углом к поверхности призри полного внутреннего отражени (rCSin(.S5ni//a) а показатель преломлени призмы полного внутреннего отражений 6inv/a np l ; де б - угол между оптической осью двулучепреломл ющего элемента и перпендикул ром к грани призмы полного внутреннего отражени ; ( f - угол между падающим и отраженным светом в призме полного внутреннего отражени ; - показатель преломлени призмы полного внутреннего отражени ; . Mj, - показатель преломлени обыкновенного луча в двулучепреломл ющем элементе; Hg- показатель преломлени необыкновенного луча в направлении падающего света в призме полного внутреннего отражени . 2.Модул тор по п. 1, отлиающийс тем, что кольцевой птический резонатор выполнен в вие призмы с равными углами. 3.Модул тор по п. 1, отлиающийс тем, что, с целью олучени импульсов различной длиельности кольцевой оптический резоатор выполнен с возможностью изменени оптической длины. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Катыс Г.П. и др. Модул ци и отклонение оптического излучени . М., Наука, 1967, с. 79-83. .1 The invention relates to optical instrumentation, in particular to light flux modulators using ring optical resonators, and can be used in optical communication systems, optical distribution systems, scientific research, as well as in various technological processes. Light modulators are known that contain annular optical resonators with full internal cavity prisms, birefringent elements and devices for disrupting total internal reflection in the prism, arranged in various combinations and quantities in the course of the modulated light of the MS. The lack of these light modulators is impossible obtaining a higher power amplitude of the modulated light flux by comparison with the active medium modulated without using an optical resonator. Using the active medium when. leads to the complication of structures and the narrowing of the spectral characteristics, which depend on the characteristics of the active medium. The closest in technical essence and the achieved result is a light modulator containing a prism for input and output of radiation, a birefringent element and a ring optical resonator in the form of a full internal reflection prism, at least one facet of which is made with the possibility of periodic violation of full internal reflection R2. The disadvantage of this modulator is the low power of the modulated light flux, which in principle, in this case, cannot be greater than the magnitude of the power of the modulated light / flux. The purpose of the invention is to increase the power of the modulated light. This goal is achieved by the fact that in a light modulator containing prisms for radiation input and output, a birefringent element and a ring optical resonator in the form of a prism of total internal reflection, at least one facet of which is made internal reflection, a birefringent element, is installed at the optical contact with a prism to enter the radiation and with the face of the full internal reflection, with its optical axis oriented in the direction of stray light at an angle to the surface of the prism of total internal reflection 0 CirCS n (); About and the refractive index, prism of total internal reflection 5SW PsTiW / a where in - the angle between the optical axis, the birefringent element and perpendicular to the npH3f.dbi face of the total internal reflection / tf - the angle between the fallout and the reflected light in the full internal lens reflection - refractive index at. we are total internal reflection; An is the refractive index of the normal light beam. S birefringent element; ng is the refractive index of an extraordinary ray of light in the direction of the incident light in the prism of total internal reflection. To increase the reliability of the modulus pa of light, the ring optical resonator is made in the form of a prism with equal angles. To obtain modulated light pulses of different durations, the ring optical resonator is made with the ability to measure optical length, for example, from two prisms of total reflection / one of which is made mobile. FIG. 1 and FIG. 2 shows the basic circuits of two versions of the modulator of light. Fig. 1 shows: a three-sided prism 1, a birefringent element 2 made in the form of a plane-parallel plate, a prism 3 with equal angles and edges forming an optical ring resonator, an element 4 that violates the total internal reflection from one of the faces of the prism 3. Birefringent element 2 is made fi3 of a negative anisotropic crystal, such as Iceland spar or sodium nitrate, and is located between the faces of prism 1 and 3 in optical contact with them with their parallel planes. FIG. 2 shows: a birefringent element 5, made in the form of a triangular prism, the front face of which is perpendicular to the modulated light flux and the optical axis of the negative anisotropic crystal, of which the birefringent element 5 consists, the prisms 6 and 7 of total internal reflection, which form an annular optical resonator , and the reflecting surfaces of which are coated, element 8, violating the total internal reflection from one of the faces of the prism 6. The birefringent element 5 is installed with the face of the prism 6 a hypo-shing edge in the optical contact The prism 7 is configured to move in the direction perpendicular to its pass-through face. Elements 4 and 8 (Fig. 1 and 2), violating the total internal reflection in. prisms 3 and 6 can be made of piezoelectrics that change their thickness under the control signal, and with it the air layer between the planes of elements 4 and 8 and the faces of prisms 3 and b, which leads to an optical contact between and the modulation of light, or an electro-optic crystal, which is in optical contact with prisms 3 and 6 and whose refractive index changes under the influence of a control signal. The light modulator operates as follows. A flat-faced luminous flux passes through a trihedral prism 1, refracts at the boundary of a prism 1 - a birefringent element 2 in the direction of its optical axis. Passing the birefringent element 2 along the optical axis, the light refracts on the face of the prism 3 and comes out at an angle of 4/2 to the perpendicular of the py, descended on the face of the prism 3, and b1n9. (1) s-tn ad In an annular optical resonator, which is the prism 3, the surfaces of total internal reflection are arranged so that the light flux forms a ring of light with the angle of incidence of light on the input face of the prism 3 equal to H / 2. For this direction, the refractive indices for the ordinary PF and the extraordinary n rays will be different. In particular, for a negative radiorecessor element, Og will be less than the radius. In this case, the refractive index of an extraordinary beam can be determined by the formula Sin Г С05Ч / й where 7 is the angle between the optical axis of the birefringent element and the direction of light incident on it in the ring optical resonator, t . prism 3. Since the prism pregleeing index is selected according to relation (1), the extraordinary rays of light do not pass through the border of prism 3 of the birefringent element 2, but are circulated through an optical ring resonator. At the same time, the power of light energy in the cavity increases until total internal reflection is disturbed by element 4. Since the violation of total internal reflection can be achieved almost instantaneously, the duration of pulse 1 at the output of the modulator is: "- a / v; where 6 is the length of the ring optical resonator; V is the average speed of light in a ring optical resonator. To change the modulated light imyuls duration, the modulator can provide for changing the optical path length in an optical ring resonator using a moving prism 7, as shown in FIG. 2. The amount of luminous flux accumulated in the optical ring resonator can be determined using the formula P P where Р .., is the power accumulated in the ring optical resonator Р is the power of the modulated light flux; K - light transmission of the ring optical resonator in one pass through it of light; - the number of passes of the front of the modulated light. that on the ring optical resonator. The maximum power possible, n accumulated in the ring resonator when will be equal to Rta%. Thus, periodically breaking the total internal reflection in prism 3, we obtain a modulated light whose amplitude is 1/1-K times the magnitude of the power of the modulated light, and the duration C. Modulator allows to obtain the power of the modulated light flux greater than the power of the modulated flux. Claims of the invention A light modulator comprising prisms for inputting and outputting radiation, a birefringent element and a ring optical resonator in the form of a full internal reflection prism, at least one face of which is made with the possibility of periodically disturbing the total internal reflection, in that In order to increase the power of the modulated light flux, the birefringent element is installed in optical contact with the prism to input the radiation and the face of the full internal reflection prism, its optical axis is oriented in the direction of light propagation at an angle to the surface of the prism of total internal reflection (rCSin (.S5ni // a)) and the refractive index of the prism of total internal reflection is 6inv / a np l; de b is the angle between the optical axis of the birefringent element and perpendicular to the face of the total internal reflection prism; (f is the angle between the incident and reflected light in the total internal reflection prism; the refractive index of the total internal reflection prism; . Mj, is the refractive index of an ordinary ray in a birefringent element; Hg is the refractive index of the extraordinary ray in the direction of the incident light in the prism of total internal reflection. 2. The modulator according to claim 1, which is characterized by the fact that the ring-shaped bird resonator is made throughout the prism with equal angles. 3. The modulator according to claim 1, which is distinguished by the fact that, in order to obtain pulses of various lengths, the annular optical resistor is made with the possibility of changing the optical length. Sources of information taken into account in the examination 1.Katys GP and others. Modulation and deflection of optical radiation. M., Science, 1967, p. 79-83.
2.J.R. Izatt, Internal Reflect - . on Barriers as Reflectors in a Modified Fabri - Perot InterferomeIr J. Opt. Soc. Am;, 1965, V. 55, p. 202.2.J.R. Izatt, Internal Reflect -. Perot InterferomeIr J. Opt. Soc. Am ;, 1965, V. 55, p. 202.