ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР НА КРИСТАЛЛАХ KTiOPO4 ДЛЯ ЛАЗЕРОВ С ВЫСОКОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТЬЮ

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, а именно к системам регулирования интенсивности оптического излучения, и может быть использовано для эффективной модуляции лазерного излучения с высокой средней мощностью.
Для решения данной задачи хорошо известно применение модуляторов на кристаллах КТР, построенных по стандартной термокомпенсационной схеме [1, 2]. В этой схеме компенсация естественного двулучепреломления кристаллов и его температурной зависимости достигается за счет одновременного использования двух кристаллов, кристаллографические оси y и z которых развернуты друг относительно друга на 90°. Недостатком такой конструкции модулятора является то, что при их использовании в лазерах с высокой средней мощностью в результате поглощения лазерного излучения в кристаллах возникает температурный градиент показателя преломления, приводящий к уменьшению пропускания модулятора. Индуцированный поглощением лазерного излучения температурный градиент показателя преломления в кристаллах КТР в такой схеме модулятора скомпенсировать не представляется возможным.
В настоящей полезной модели для решения этой задачи предлагается использовать двухкристальную схему температурной компенсации с коллинеарной ориентацией кристаллографических осей кристаллов 1 и введенной между ними полуволновой пластиной из кристаллического кварца 2, вырезанной параллельно ее оптической оси, фиг. 1. Причем направление оптической оси этой пластины составляет угол π/4 с направлением кристаллографической оси z в кристалле КТР. После прохождения этой пластины волны, поляризованные вдоль осей y и z кристалла KTP, меняют направления поляризации на ортогональные и в результате прохождения обеих половин модулятора получают одинаковую фазовую задержку. В то же время наведенный полем фазовый набег суммируется благодаря тому, что ось z кристалла в одной половине направлена по внешнему полю, а в другой имеет противоположное направление. При одинаковых уходах температуры кристаллов разность фаз, связанная с естественным двулучепреломлением, в приведенной схеме также будет равна нулю. Кроме того, возникающие температурные градиенты в разных кристаллах лежат в одной плоскости и при одинаковых коэффициентах поглощения излучения должна происходить их компенсация.
В предлагаемой конфигурации модулятора возможно получение контраста не менее 100. Еще большие значения контраста модулятора могут быть достигнуты при полной компенсации температурного изменения показателя преломления посредством подачи на модулятор дополнительного постоянного напряжения.
Таким образом, предлагаемый модулятор способен работать с высокой эффективностью и в градиентном температурном поле.
1. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н., Методы модуляции и сканирования света // Москва; Наука, 1970, 296 стр.
2. Русов В.А., Серебряков В.А., Каплун А.Б., Горчаков А.В., Применение ЕОМ на кристаллах КТР в высокомощных Nd:YAG лазерах // Оптический журнал. 2009. Т. 76. №6. С. 6-15.