оптический вентиль
Классы МПК: | G02F1/09 основанные на магнитооптических приборах, обладающих эффектом Фарадея G02B27/28 системы поляризации |
Автор(ы): | Рудой Е.М., Сирота С.В., Янов В.Г., Ященко В.В. |
Патентообладатель(и): | Военный инженерно-космический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-01-28 публикация патента:
27.06.2003 |
Оптический вентиль содержит магнитную систему и последовательно расположенные на оптической оси поляризатор, магнитооптический ротатор и анализатор. Магнитная система выполнена в виде постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью, в отверстии которого расположен магнитооптический ротатор. Вентиль дополнительно содержит преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру, расположенный на оптической оси между поляризатором и магнитооптическим ротатором, и преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру, расположенный на оптической оси между магнитооптическим ротатором и анализатором. Магнитооптический ротатор может быть выполнен трубчатой формы. Преобразователи круглой апертуры в кольцевую и кольцевой апертуры в круглую могут содержать выполненные в форме конуса и усеченного конуса зеркала, имеющие соответственно наружную и внутреннюю отражающие поверхности. Обеспечивается повышение потребительских свойств путем повышения добротности и повышения лучевой стойкости. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Оптический вентиль, содержащий магнитную систему и последовательно расположенные на оптической оси поляризатор, магнитооптический ротатор и анализатор, при этом магнитная система выполнена в виде постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью, а магнитооптический ротатор размещен в отверстии постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью, отличающийся тем, что он дополнительно содержит преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка и преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка, причем преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка расположен на оптической оси между поляризатором и магнитооптическим ротатором, а преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка расположен на оптической оси между магнитооптическим ротатором и анализатором. 2. Оптический вентиль по п.1, отличающийся тем, что магнитооптический ротатор выполнен трубчатой формы. 3. Оптический вентиль по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка содержит первое выполненное в форме конуса зеркало и первое выполненное в форме усеченного конуса зеркало, отражающая поверхность первого выполненного в форме конуса зеркала выполнена наружной, отражающая поверхность первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала выполнена внутренней, первое выполненное в форме конуса зеркало своим острием обращено в сторону поляризатора, первое выполненное в форме усеченного конуса зеркало своим малым отверстием обращено в сторону поляризатора, преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круговую апертуру оптического пучка содержит второе выполненное в форме конуса зеркало и второе выполненное в форме усеченного конуса зеркало, отражающая поверхность выполненного в форме конуса второго зеркала выполнена наружной, отражающая поверхность второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала выполнена внутренней, второе выполненное в форме конуса зеркало своим острием обращено в сторону анализатора, второе выполненное в форме усеченного конуса зеркало своим малым отверстием обращено в сторону анализатора, а продольные оси симметрии первого выполненного в форме конуса зеркала, первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала, второго выполненного в форме конуса зеркала и второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала совпадают с оптической осью оптического вентиля.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано как элемент оптической развязки. Известны различные варианты оптических вентилей, например устройства против ослепления водителей светом фар встречных машин [1], содержащие поляроидные пленки, однако они имеют большие потери световой энергии, что ограничивает возможности их применения. Акустооптический вентиль, описанный в [2], содержит последовательно расположенные на оптической оси интерферометр Фабри-Перо, настроенный на пропускание излучения с частотой, равной частоте излучения источника света, и акустооптический брэгговский модулятор. Оптическое излучение с частотой















- на фиг.1 приведен вариант функциональной зависимости магнитного поля Н от радиальной полярной координаты r;
- на фиг.2, 3 и 4 приведены рисунки, поясняющие сущность изобретения:
- на фиг.5 приведена функциональная схема оптического вентиля;
- на фиг.6 приведена принципиальная схема оптического вентиля. Оптический вентиль содержит (фиг.5) последовательно расположенные на оптической оси поляризатор 1, преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка 2, магнитооптический ротатор трубчатой формы 3, преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка 4 и анализатор 5. Магнитная система 6 выполнена в виде постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью, а магнитооптический ротатор 3 размещен в отверстии постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью 6. Оптический вентиль работает следующим образом. Оптическое излучение прямого пучка (то есть распространяющееся через оптический вентиль в прямом направлении оптическое излучение) проходит через поляризатор 1 и становится линейно-поляризованным. В преобразователе круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка 2 осуществляется преобразование круглой апертуры прямого пучка в кольцевую апертуру прямого пучка, после чего прямой пучок попадает в магнитооптический ротатор 3, в котором вследствие магнитооптического эффекта Фарадея плоскость поляризации линейно-поляризованного прямого пучка поворачивается на 45o относительно исходной плоскости поляризации. Затем прямой пучок проходит через преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка 4, в результате чего апертура прямого пучка снова приобретает круглую форму, после чего прямой пучок проходит через анализатор 5, главная плоскость которого повернута на 45o относительно главной плоскости поляризатора 1, поэтому прямой пучок проходит через анализатор 5 без ослабления. Оптическое излучение обратного пучка (то есть распространяющееся через оптический вентиль в обратном направлении оптическое излучение), пройдя через анализатор, преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка, магнитооптический ротатор и преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка будет иметь плоскость поляризации, повернутую на 90o относительно исходной плоскости поляризации и, следовательно, поглотится в поляризаторе 1 (если в качестве поляризатора использована дихроичная пленка), либо уйдет в сторону от луча, распространяющегося в прямом направлении (если в качестве поляризатора использована двулучепреломляющая призма). На фиг.6 приведена принципиальная схема оптического вентиля, где приняты следующие обозначения: 7 - первое выполненное в форме конуса зеркало, 8 - первое выполненное в форме усеченного конуса зеркало, 9 - второе выполненное в форме усеченного конуса зеркало, 10 - второе выполненное в форме конуса зеркало. Преобразователь круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка 2 содержит первое выполненное в форме конуса зеркало 7 и первое выполненное в форме усеченного конуса зеркало 8, отражающая поверхность первого выполненного в форме конуса зеркала 7 выполнена наружной, отражающая поверхность первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала 8 выполнена внутренней, первое выполненное в форме конуса зеркало 7 своим острием обращено в сторону поляризатора 1, первое выполненное в форме усеченного конуса зеркало 8 своим малым отверстием обращено в сторону поляризатора 1, а преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круговую апертуру оптического пучка 4 содержит второе выполненное в форме конуса зеркало 9 и второе выполненное в форме усеченного конуса зеркало 10, отражающая поверхность выполненного в форме конуса второго зеркала 9 выполнена наружной, отражающая поверхность второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала 10 выполнена внутренней, второе выполненное в форме конуса зеркало 9 своим острием обращено в сторону анализатора 5, второе выполненное в форме усеченного конуса зеркало 10 своим малым отверстием обращено в сторону анализатора. Продольные оси симметрии первого выполненного в форме конуса зеркала 7, первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала 6, второго выполненного в форме конуса зеркала 9 и второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала 10 совпадают с оптической осью оптического вентиля. Преобразователи круглой апертуры оптического пучка в кольцевую апертуру оптического пучка 2 и кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка работают следующим образом. Оптическое излучение прямого плоскопараллельного пучка отражается от первого выполненного в форме конуса зеркала 7 и превращается в расходящийся пучок кольцевой апертуры, который после отражения от первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала 8 превращается в плоскопараллельный пучок кольцевой апертуры. После прохождения через магнитооптический ротатор 3 оптическое излучение прямого пучка отражается от второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала 10 и превращается в сходящийся пучок кольцевой апертуры. Этот пучок после отражения от второго выполненного в форме конуса зеркала 9 превращается в плоскопараллельный пучок круглой апертуры. Оптическое излучение обратного плоскопараллельного пучка отражается от второго выполненного в форме конуса зеркала 9 и превращается в расходящийся пучок кольцевой апертуры, который после отражения от второго выполненного в форме усеченного конуса зеркала 10 превращается в плоскопараллельный пучок кольцевой апертуры. После прохождения через магнитооптический ротатор 3 оптическое излучение обратного пучка отражается от первого выполненного в форме усеченного конуса зеркала 8 и превращается в сходящийся пучок кольцевой апертуры. Этот пучок после отражения от первого выполненного в форме конуса зеркала 7 превращается в плоскопараллельный пучок круглой апертуры. Таким образом для обратного пучка преобразователь оптического пучка кольцевой апертуры в оптический пучок круглой апертуры 4 фактически является преобразователем оптического пучка круглой апертуры в оптический пучок кольцевой апертуры, а преобразователь оптического пучка круглой апертуры в оптический пучок кольцевой апертуры 2 фактически является преобразователем оптического пучка кольцевой апертуры в оптический пучок круглой апертуры. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Галкин Ю.Н. Электрооборудование автомобилей. М.: 1947. С.12 -14. 2. Патент 2109122 (Великобритания), МПК G 02 F 1/11, НКИ G 2 F, публ. 25.03.83. 3. Авт. свид. 881650 (СССР). МПК G 02 F 3/00, публ. 15.11.81, Бюл. 42. 4. Birh K.P. A compact optical isolator. - Optics Communications, 1982, v.43, 2, p.79-84.
Класс G02F1/09 основанные на магнитооптических приборах, обладающих эффектом Фарадея
Класс G02B27/28 системы поляризации
экран и оптический коммутатор - патент 2473936 (27.01.2013) | ![]() |
устройство компенсации фарадеевского вращения плоскости поляризации света - патент 2365957 (27.08.2009) | ![]() |
выдвижной фильтр для боковых зеркал - патент 2274881 (20.04.2006) | ![]() |
оптический изолятор - патент 2204155 (10.05.2003) | |
способ преобразования поляризации инфракрасного излучения - патент 2087020 (10.08.1997) | |
поляризатор света (его варианты) - патент 2060519 (20.05.1996) | |
автокоррелятор световых импульсов - патент 2057358 (27.03.1996) | |
автокоррелятор световых импульсов - патент 2057357 (27.03.1996) | |
полярископ - патент 2020525 (30.09.1994) |