Способ регулирования интенсивности оптического излучения по сечению пучка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО СЕЧЕНИЮ ПУЧКА(71) Заявитель Институт электроники Национальной кадемии наук Беларуси(72) Авторы Поляков Владимир Иванович Ярмолицкий Вячеслав Феликсович(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной кадемии наук Беларуси(57) Способ регулирования интенсивности оптического излучения по сечению пучка, заключающийся в том, что оптическое излучение пропускают через оптический элемент с переменным пропусканием и регулируют величину переменного пропускания оптического излучения, отличающийся тем, что оптическое излучение пропускают через электрооптический элемент с торцевым расположением кольцевых электродов, а величину переменного пропускания по сечению пучка регулируют, изменяя амплитуду управляющего электрического сигнала. 5251 1 Изобретение относится к технике управления оптическим излучением, в частности,может применяться в качестве оптических фильтров с оперативно регулируемым пропусканием. Известен способ изменения интенсивности оптического излучения, заключающийся в использовании оптических средств, меняющих энергию падающей на них световой волны 1. Названный способ не может решить техническую задачу оперативного регулирования интенсивности оптического излучения по сечению пучка, поскольку предполагает использование нерегулируемых по пропусканию, а только ослабляющих излучение фильтров(абсорбционных, жидкостных, полупроводниковых, органических, отражающих, интерференционных, дисперсионных, интерференционно-поляризационных и т.д.). Наиболее близким к заявленному изобретению является способ изменения интенсивности оптического излучения по сечению пучка, заключающийся в использовании оптических средств с переменным пропусканием 2. Названный способ не может решить техническую задачу оперативного регулирования интенсивности оптического излучения по сечению пучка, поскольку предполагает использование оперативно нерегулируемых (статических по пропусканию) фильтров с переменным пропусканием, например поглощающих, дифракционных 2. Кроме того, такие фильтры имеют недостатки оптического характера. Например, главные недостатки оптического характера поглощающих фильтров заключаются в следующем закон изменения коэффициента пропускания нарушается, в частности, вследствие изменения интерференции в поглощающем слое технически очень сложно обеспечить воспроизводимое напыление поглощающего слоя с заданным законом изменения толщины поглощающие светофильтры переменной плотности оптического излучения не работают при больших мощностях оптического излучения, т.к. имеют низкую лучевую стойкость. Поверхностный слой светофильтра нагревается и разрушается. Это делает невозможным использование таких светофильтров для управления излучением мощных технологических лазеров слой поглощающего покрытия (например, хрома) имеет достаточно высокий коэффициент отражения (около 50-60 ), поэтому попадание отраженного излучения обратно в лазер приводит к нарушению его работы. Дифракционные фильтры имеют следующие основные недостатки. Погрешность коэффициента пропускания, обусловленная ошибками выполнения топологии решетки, глубины травления дифракционной структуры. Конечные размеры лазерного пучка,проходящего фильтр, приводят к появлению ассиметрии интенсивности в выходном распределении излучения. Дифракционная структура фильтра вносит искажения в форму волнового фронта выходного излучения, дифрагированного в верхние порядки. Общим недостатком всех приведенных фильтров является достаточно сложная технология их изготовления. Технической задачей, решаемой изобретением, является оперативное регулирование интенсивности пропускания оптического излучения по сечению пучка при одновременном улучшении его оптических характеристик. Поставленная техническая задача решается тем, что в способе регулирования интенсивности оптического излучения по сечению пучка оптическое излучение пропускают через оптический элемент с переменным пропусканием и регулируют величину переменного пропускания оптического излучения, при этом оптическое излучение пропускают через электрооптический элемент с торцевым расположением кольцевых электродов, а величину переменного пропускания по сечению пучка регулируют, изменяя амплитуду управляющего электрического сигнала. Совокупность указанных признаков позволяет оперативно варьировать величину пропускания по сечению пучка и одновременно улучшить оптические характеристики (про 2 5251 1 пускание, лучевую стойкость и т.п.) за счет исключения структур, предполагающих технологическую операцию напыления, на пути распространения излучения. Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1 приведен светомодулирующий элемент и анализатор плоскостей поляризации, на фиг. 2 -экспериментальные зависимоти изменения светопропускания и его схематехническое изображение по сечению пучка на выходе анализатора плоскости поляризации при различных значениях амплитуды управляющего электрического сигнала. Схема, реализующая предлагаемый способ, содержит светомодулирующий элемент 1 и оптически связанный с ним анализатор плоскостей поляризации 2, электрооптический кристалл 3 на продольном электрооптическом эффекте с кольцевыми электродами 4 на боковых гранях. Электрооптический кристалл 3, например кристалл ДКДР. Кольцевые электроды 4 выполнены из электропроводящего материала, например металла. Анализатор поляризации излучения 2 выполнен в виде пленки, например дихроичной. Устройство работает следующим образом. В соответствии с амплитудами управляющих электрических сигналов 6, поступающих на кольцевые электроды 4, в электрооптическом кристалле 3 инициируются неоднородные электрические поля. Поэтому плоскость поляризации падающего на светомодулирующий элемент 1 светового излучения 5, как правило, с Гауссовым распределением интенсивности будет поворачиваться в каждой точке апертуры на угол, соответствующий напряженности электрического поля в этой точке. В результате возникает радиальная зависимость пропускания светомодулирующего элемента 1./2 где- текущая координатная радиусаактивной зоны кристалла-потенциал на входной грани светомодулирующего элемента /2 -полуволновое напряжение используемого оптического кристалла. На фиг. 2 зависимости 7, 8, 9, соответствующие трем значениям амплитуды управляющего электрического сигнала, характеризуют три граничных значения пропускания зависимость 7 и ее схематическое изображение пропускания - максимум пропускания по краям апертуры зависимость 8 и ее схематическое изображение пропускания - максимум пропускания в центральной части апертуры зависимость 9 и ее схематическое изображение пропускания - практически равномерное пропускание по всей апертуре. Таким образом, изменяя амплитуду управляющего электрооптического сигнала 6,можно опреративно варьировать величину пропускания по сечению пучка. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.