УДК 535.6
Е. И. Бессонов, О. Н. Дикарев,Е. М. Рудой, С. В. Сирота, В. Г. Янов,
В. В. Ященко
ОПТИЧЕСКИЙ ВЕНТИЛЬ, ПРИСПОСОБЛЕННЫЙ ДЛЯ СТЫКОВКИ СВОЛОКОННОЙ ЛИНИЕЙ
о
Вряде случаев передача оптического излучения от задающего лазера к различнмэлементам оптического тракта может осуществляться с помощью оптического волокна. Применительно к данному случаю былразработан оптический вентиль [1], конструкция которого позволяет состыковатьвыход оптического вентиля со входом оптического волокна.
1 2 3 4 5 6 7
Рис. 1. Принципиальная схема оптического вентиля Принципиальнаясхема оптического тракта этого вентиля приведена на рис. 1, где принятыследующие обозначения: 1 — лазер, 2 — первая линза, 3 — поляризатор, 4 — магнитооптический фарадеевский ротатор, 5 — вторая линза, 6 — анализатор, 7 — световод (на рис. 1 условно в качестве первой линзы 2 изображенашаровая линза, а в качестве второй линзы5 — градиентная стержневая линза).
Монтажнаясхема оптического вентиля приведена на рис. 2, где приняты следующиеобозначения: 8 — корпус источника оптического излучения, 9 — первый магнитныйшунт, 10 — кольцевой магнит, 11 — корпус, 12 — узел крепления световода, 13 — кольцевой выступ, 14 — второй магнитный шунт.
Оптическоеизлучение с линейной поляризацией выходит из лазера 1 в виде расходящегосяпучка оптического излучения. Первая линза 2 превращает этот пучок вплоско-параллельный, который после прохождения через поляризатор 3 становитсялинейно поляризованным. Затем оптическое излучение проходит через фарадеевскийротатор 4, где его плоскость поля-
12
6
3
1 2
4 11
7
8
9
10
5
13
14
Рис. 2. монтажная схема оптического вентиля
ризациивследствие магнитооптического эффекта Фарадея поворачивается на 450.Далее оптическое излучение проходит через вторую линзу 5, в которой пучокпревращается в сходящийся (это необходимо для того, чтобы свет вошел в световод 7 с минимальными потерями). Послевторой линзы 5 оптическое излучение проходит через анализатор 6, которыйвыполнен и установлен таким образом, что генерируемое лазером 1 оптическоеизлучение проходит через него почти без потерь. Затем оптическое излучениевходит в световод 7 и направляется к требуемому элементу оптического тракта.
Распространяющееся в обратном направленииизлучение оптического диапазона при выходе из световода 7 становитсярасходящимся. Это излучение при прохождении через анализатор 6 распадается надва луча — обыкновенный и необыкновенный. Необыкновенный луч отклоняется отоптической оси и не попадает в лазер 1. Обыкновенный луч после прохождения черезвторую линзу 5 проходит через магнитооптический фарадеевский ротатор 4, где егоплоскость поляризации поворачивается на 450и становится перпендикулярнойплоскости поляризации прошедшего через поляризатор 3 генерируемого лазером 1излучения, поэтому распространяющееся в обратном направлении излучение непройдет через поляризатор 3.
Какбыло указано выше, в качестве первой линзы 2 может быть использована шароваялинза, а вторую линзу 5 целесообразно выполнить в виде градиентной стержневойлинзы. Поляризатор 3 может быть прикреплен к торцу магнитооптическогофарадеевского ротатора 4 с помощью клея.
Выполнениемагнитной системы в виде совокупности кольцевого магнита 10 и двух магнитныхшунтов 9 и 14, имеющих форму шайб сцентральным отверстием, причем размер центрального отверстия в первом магнитномшунте 9 меньше центрального отверстия во втором магнитном шунте 14, создаетградиент магнитного поля вдоль оптической оси [2], вследствие чего появляетсядействующая на магнитооптический фарадеевский ротатор 4 сила, направлениекоторой совпадает с оптической осью, поэтому ротатор 4 прижимается ко второйлинзе 5, которая прижимается канализатору 6, который, в свою очередь, прижимается к кольцевому выступу 13,расположенному у второго торца корпуса 11. При этом отпадает необходимость в использованиикакой-нибудь прижимной шайбы, упирающейся в первый торец поляризатора 3,вследствие чего повышается технологичность сборки (достаточно в центральное отверстие корпуса11 последовательно ввести анализатор 6,вторую линзу 5 и склеенные магнитооптический фарадеевский ротатор 4 иполяризатор 3) и снижаются потери оптического излучения, распространяющегося впрямом направлении (так как отсутствуетприжимная шайба, то входная апертура поляризатора 3 и фарадеевского ротатора 4ничем не затеняется.
ЛИТЕРАТУРА
1.Янов В. Г., Бессонов Е. И., Бессонов П. Е. Оптические вентили. СПб, 2004. С. 95- 99.
2.Замолотнов В. А., Дикарев О. Н., Крюков С. Я., Янов В. Г. Оптический вентиль.Авт. свид. СССР № 1803901, приор. 28.01.1991, публ. 23.09.1993, МПК5 G02 F3/00.