175448. lajstromszámú szabadalom • Akusztooptikai fényintenzitás modulátor többszörös fényáthaladással
MAGIT AB NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 175448 i SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Nemzetközi osztályozás: Igi Bejelentés napja: 1977. XII. 27. (BU—871) G 02 F 1/11 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1980. II. 28. Megjelent: 1981. II. 27. Feltalálók: Szabadalmas: Dr. Giber János egyetemi tanár 26%, Podmaniczky András fizikus 24%, Budapesti Műszaki Egyetem, Behringer Tibor villamosmérnök 15%, Tőkés Szabolcs kutatómérnök 10%, Budapest Márkus Attila villamosmérnök 15%, Deák Péter fizikus 10%, Budapest Akusztooptikai fényintenzitás modulátor többszörös fényáthaladással 1 A találmány tárgya akusztooptikai fényintenzitás modulátor többszörös fényáthalad ássál, amely lehetővé teszi a diffrakciós hatásfok megnövelését a fénynyalábnak az akusztooptikai kölcsönhatás síkjára merőleges síkban az ultrahangtéren való többszö- 5 rös átvezetésével. Az akusztooptikai fényintenzitás modulátorok főként lézernyaláb intenzitásmodulációjára szolgálnak, de inkoherens fény modulációjára is felhasználhatók. Működésük az akusztooptikai fény- 10 diffrakción alapul. Alkalmasan megválasztott ún. akusztooptikai közegben (folyadékok, üvegek, egykristályok) ultrahanghullámot keltve az ultrahang hullámhosszával egyenlő periódusé optikai fázisrács keletkezik. E rácsra beeső lézernyaláb (többnyire 15 síkhullám vagy gömbhullám) fényelhajlást szenved. Bragg-diffrakciós konfigurációban csak két nyaláb lép ki a modulátorból: az elhajlást nem szenvedett nulladrendű nyaláb és egy Bragg-diffraktált nyaláb. A Raman-Nath-diffrakciós konfigurációban a nul- 10 ladrendű nyaláb két oldalán szimmetrikusan, az elhajlási síkban számos magasabb rendű nyaláb jelenik meg. Az ultrahang intenzitását modulálva mind a nulladrendű, mind a diffraktált nyalábok intenzitásában modulálhatok. 25 Intenzitásmoduláció esetén három fő jellemző játszik fontos szerepet: fényhasznosítási tényező (a modulátorból kilépő modulált nyaláb max. intenzitásának és a bejövő nyaláb intenzitásának hányadosa), modulációs mélység (a modulált nyaláb 30 2 max. és min. intenzitásai közti különbségnek és a max. intenzitásnak a hányadosa) és max. modulációs frekvencia. Tekintettel arra, hogy a fényhasznosítási tényező a nagy modulációs mélységű (közel 100%) elsőrendű nyaláb esetén csak egy egységnél kisebb, konstans szorzóban tér el az akusztooptikai diffrakciós hatásfoktól, azért alapvető cél a diffrakciós hatásfok növelése. A diffrakciós hatásfok növelése egyúttal a nulladrendű nyaláb modulációs mélységének növekedését is eredményezi. Az elmélet szerint a diffrakciós hatásfok egyenesen arányos az ún. kölcsönhatási hossz és a betáplált VHF teljesítmény szorzatával. A legkorszerűbb szakirodalom ennek figyelembevételével két módszert ismer. Az egyik (I.C. Chang: IEEE Transactions on Sonies and Ultrasonics, Vol. SU-23, N°l, Jan., 1976. 2—21 oldal, N. Uchida. N. Niizeki: Proceedings of the IEEE, Vol. 61, N°8, Aug., 1973 1072-1092 oldal) esetben nagyméretű akusztooptikai kristályt használnak a kölcsönhatási hossz növelésére. A másik módszerként (E. I. Gordon, Proceedings of the IEEE, Vol. 54, Oct. 1966 1391-1401 oldal) a VHF teljesítmény növelését ajánlják. A gyakorlatban mindkét módszer fizikai és gazdaságossági okok miatt csak bizonyos mértékig alkalmazható. Nagyméretű akusztooptikai kristály alkalmazása ugyanis igen drága, ugyanakkor az ultrahangátalakító ezzel együttjáró bizonyos érték feletti méretnövelése leküzdhetetlen technológiai és 175488
