189000. lajstromszámú szabadalom • Longitudinális elektrooptikai fényzár
1 189 00 D 2 négyzetes hasábjainak kristálytani z tengelyre merőleges négyzetes felületei 1:4 arányúak. Ebben az esetben elvileg mindig biztosítható az antikoincidencia. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a longitudinális g elektrooptikai fényzár egy példakénti kiviteli alakja, valamint az akusztikus zavarok csökkenése látható. A rajzon az 1. ábra az akusztikus hullámoknak a longitudinális elektrooptikai fényzár működését zavaró hatását mutatja, a 2. ábra a találmány szerinti longitudinális elektrooptikai fényzár lehetséges kiviteli alakjának vázlata,a 3. ábra a találmány szerinti fényzár további lehetsé- ■jg ges kiviteli alakjának vázlata, a 4. ábrán a találmány perinti fényzár akusztikus eredetű zavarokat kiszűrő hatása látható, és az 5. ábra egy fényzár 4, ábrán látható transzmissziójá- gq nak növelt léptékű részlete. Az akusztikus hullámoknak a longitudinális elektrooptikai fényzár működését zavaró hatását az 1. ábra illusztrálja. Az ábrán egy 20X20X25 mm méretű KDP (kálium^ihidrogén-foszfát, KH2PQ4) alapanyagú egy-25 kristályt tartalmazó longitudinális elektrooptikai fényzár transzmissziója látható az idő függvényében. A fényzár nemcsak az alkalmazott feszültségimpulzussal egyidőben nyit ki — ez az ábrán az első csúcs — hanem minden olyan alkalommal is, amikor a nyalábot egy akusztikus 30 hullám keresztezi. Ez az ábrán az összes többi csúcs. Az akusztikus hullámok jelenléte tehát a fényzár kontrollálhatatlan változásait, azaz váltakozó nyitását és zárását eredményezi. A találmány szerinti megoldás ennek a zavarnak a 35 kiküszöbölésére szolgál. A 2. ábrán a longitudinális elektrooptikai fényzár egy példakénti kiviteli alakja látható. Két egymásra merőleges polarizációs síkú 1, 2 polarizátor között elektrooptikai 3 kristály, valamint ugyancsak egymásra 40 merőleges polarizációs síkú 4, 5 polarizátorok között további elektrooptikai 6 kristály van elhelyezve oly módon, hogy a 3, 6 kristályok kristálytani z tengelye párhuzamos a 3, 6 kristályon és az 1, 2,4 és 5 polarizátorokon áthaladó fénysugárral. A 3, 6 kristályok fe-45 szültségbevezető 7 elektródákkal rendelkeznek. A 7 elektródák úgy vannak a 3, 6 kristályokon felerősítve, hogy a rajtuk keresztül bevezetett feszültségimpulzus a kristályokban a kristálytani z tengellyel párhuzamos térerősséget hoz létre. Az ismertetett, tulajdonképpen 50 kettőzött longitudinális elektrooptikai fényzár úgy van kialakítva, hogy 2 és 4 polarizátorok polarizációs síkja egymással megegyezik. Ebből következik a találmány szerinti elektrooptikai fényzár 3, ábrán látható előnyös kiviteli alakja, amelynél változatlan elrendezés mellett 55 a 2 és 4 polarizátorok helyett egyetlen 8 polarizátor van elhelyezve. A 6 kristály x és y tengelyirányú méretei különböznek a 3 kristály azonos irányú méreteitől. A 3 és 6 kristályokra a fényzár nyitását vezérlő nagyfeszültségű QQ impulzusokat azonos módon vezetjük rá. A fényzárak optikai sorbakapcsolása a következőket eredményezi: A fényzár akkor nyit, ha a két fényzár időben egyszerre — azaz koincidenciában — nyit, bármelyik illetve mindkét fényzár lezárása esetén pedig lezár. Ebből igen lénye- 55 ges, hogy ha a két fényzár különböző állapotú, akkor a találmány szerinti fényzár zárt állapotú. Az akusztikus hullámok mindkét fényzárban fellépnek és a 3,6 kristályok méretétől függő periódusidővel ismételten áthaladva a fénynyalábon a találmány szerinti fényzár egyik vagy másik tagját teljesen vagy részlegesen kinyitják. A 3 és 6 kristályok különböző méretei miatt azonban a két fényzárban az akusztikus hullámok különböző időkben és különböző periodicitással érik el a fénynyalábot. Zárt állapotú, találmány szerinti fényzár esetében tehát ilyenkor mindig csak az egyik fényzár nyit ki, vagyis az antikoincidencia mjatt a kettős fényzár a fellépő akusztikus hullámoktól függetlenül zárt állapotú marad. Ha a két 3, 6 kristály x—y méretének aránya 1:2, akkor a kisebb kristály vastagságának felénél kisebb fénynyaláb átmérő esetén az akusztikus hullámok a k-ét fényzárban mindig különböző időkben tartózkodnak g fénynyalábban, így elvileg mindig antikoincidencia. van, ami azt eredményez^ hogy á találmány szerinti fényzár mindaddig zárt állapotú, amíg mindkét 3, 6 kristály nyitó impulzust nem kap. A kristályok 1:2 értéktől eltérő aránya esetén bizonyos idő elteltével felléphetnek akusztikus koincidenciák, ezek első felléptének ideje annál nagyobb, minél inkább 1:2 a két kristály aránya. Az optimális 1:2 aránytól eltérő arányú 3,6 kristályokat is alkalmazhatunk a találmány szerinti fényzárakban az akusztikus hullámok csillapodása miatt, mivel az első koincidencia idejére az akusztikus hullámok amplitúdója csökken. Az akusztikus hullámok telje« koincidencia mentessége nem érhető el az akusztikus hullámok véges félértékszélessége és a kristálytani z iránytól eltérő irányban haladó illetve a rácshibákon szórt hullámok fellépte miatt. A találmány szerinti longitudinális elektrooptikai fényzár hatékonyságát a 4. és 5. ábrákon illusztráljuk, amelyen ugyancsak KDP anyagú kristályokat tartalmazó kettős fényzár transzmissziója látható. A fényzárban alkalmazott 3 kristály mérete 20X20X25 mm, a 6 kristály mérete 15X15X25 mm. Az elektrooptikai fényzárak ellenőrizhetetlen nyitását igen jól jellemezhetjük a rendszer első akusztikus hullámbeli Tgjç transzmissziójának és a nyitóimpulzusbeli Tny transzmissziój ának r viszonyával : r_Tak Tny Az 1. ábránál ismertetett, technika állásához tartozó, 20X20X25 mm-es KDP kristályt tartalmazó elektrooptikai fényzárnál ez az r viszony r=0,62, Azonos anyagú ugyanekkora méretű 3 kristályt valamint a már említett 15X15X25 mm méretű 6 kristályt tartalmazó találmány szerinti longitudinális elektrooptikai fényzárnál az r viszony r=2,6*lCT3. Jól látható, hogy a találmány szerinti fényzár az eddig ismert fényzárakhoz képest több mint két nagyságrenddel jobban kiszűri az ;akusztikus eredetű zavarokat, nyitó impulzusának az ismert fényzárak nyitó impulzusához viszonyított intenzitáscsökkenése — amelyet a nagyobb számú optikai elembeli abszorpció okoz — nem jelentős, egy általunk vizsgált kedvezőtlen esetben az intenzitás csökkenés 31% volt, A találmány szerinti fényzár működése és az ismert fényzárakhoz képest jelentősen megnövekedett hatékonysága változatlan marad, ha a fényzárban alkalma-« '.ott 1, 2, 4, 5 vagy 8 polarizátorok helyett megfejelő 3
