ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
ELECTRONIC OPTICAL AMPLIFIER

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических приемо-передающих системах.
Известен оптоэлектронный усилитель, представленный в патенте автора №2239174, осуществляющий переизлучение света. В нем свет от источника излучения, которое может быть и лазерное, усиливается в оптоэлектронном преобразователе. Далее свет проходит через элементы, обеспечивающие его обратную связь. Однако преобразователь имеет низкую чувствительность, что не позволяет увеличить мощность переизлучения света.
Известен оптоэлектронный усилитель, представленный в книге Криксунов Л.З. «Справочник по инфракрасной технике», 1978, стр.310. Он состоит из фоторезистора и светодиода. Свет от источника излучения, представляющий из себя, например, лазер или лазерный переизлучатель, облучает фоторезистор, преобразующий световой сигнал в электрический, поступающий далее на вход светодиода. Последний излучает свет, мощность которого превышает мощность света, падающего на фоторезистор. В результате реализуется усиление переизлученного светодиодом света. Однако для увеличения мощности переизлучения света необходимо использовать громоздкие узлы.
С помощью предлагаемого устройства осуществляется увеличение мощности переизлучения света без использования громоздких узлов. Достигается это введением электролюминисцентного преобразователя, объектива, резонатора, двух повернутых отражательных зеркал и повернутого полупрозрачного зеркала, при этом оптический выход светодиода связан с первым оптическим входом полупрозрачного зеркала, имеющего оптический выход, связанный через электролюминисцентный преобразователь, через объектив, через резонатор с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала, оптический выход которого связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - источник излучения;
2 - фоторезистор;
3 - светодиод;
4 - повернутое отражательное зеркало;
5 - повернутое полупрозрачное зеркало;
6 - электролюминисцентный преобразователь;
7 - объектив;
8 - повернутое отражательное зеркало;
9 - резонатор,
при этом оптический выход источника излучения 1 через фоторезистор 2 связан с оптическим входом светодиода 3, имеющим оптический выход, связанный с первым оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала 5, имеющего оптический выход, связанный через электролюминисцентный преобразователь 6, через объектив 7, через резонатор 9 с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 8, оптический выход которого связан с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 4, имеющего оптический выход, связанный с вторым оптическим входом вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала 5.
4
Работа устройства осуществляется следующим образом. Источник излучения 1 излучает свет, который поступает на оптический вход фоторезистора 2. Источник 1 может представлять из себя оптический передатчик, лазер, в том числе и импульсный или отражатель лазерного излучения. Фоторезистор 2 преобразует оптический сигнал в электрический, поступающий с выхода фоторезистора на вход светодиода 3, преобразующий электрический сигнал в оптический. Световой сигнал на оптическом выходе светодиода 3 имеет большую мощность, чем на входе фоторезистора 2. С оптического выхода светодиода усиленный световой сигнал поступает на первый оптический вход повернутого полупрозрачного зеркала 5, с оптического выхода которого оптический сигнал далее поступает в электролюминисцентный преобразователь 6, который еще более усиливает световой сигнал и изменяет его спектр. Усиление преобразователя может составлять значение 10.
Пример конкретного исполнения электролюминисцентного преобразователя представлен в вышеупомянутом справочнике по инфракрасной технике на стр.309-310, рис.6.70, а пример исполнения фоторезистора с светодиодом представлен на этой же странице 310, рис.6.71. Усиленная световая энергия с оптического выхода преобразователя 6 поступает через объектив 7 в резонатор 9. Объектив формирует расходимость луча, которая облучает активный слой резонатора 9. В качестве активного слоя может быть применен кристалл. При этом частота излучения резонатора 9 может быть равна частоте излучения света от источника излучения 1.
В качестве узла накачки используется преобразователь 6, а частота света с его оптического выхода превышает частоту излучения резонатора 9. При этом подбирается электролюминисцентный преобразователь с такой частотой излучения люминофора, обеспечивающий наибольшую мощность излучения резонатора 9. Излученный резонатором 9 свет последовательно отражается от повернутых отражательных зеркал 8, 4 и поступает на второй оптический вход вышеупомянутого повернутого полупрозрачного зеркала 5, от которого также отражается и снова поступает в электролюминисцентный преобразователь 6.
10
Таким образом, благодаря циркуляции по контуру осуществляется еще большее усиление света и реализуется обратная связь, которая компенсирует потери световой энергии при прохождении ее через полупрозрачное зеркало 5. Кроме того, не требуется применение громоздких ламп накачки. Величина усиления устройства может иметь значение 10.
Предлагаемое устройство может быть использовано в оптических локационных системах, увеличивая дальность их действия.
Устройство может быть использовано также в узлах связи для ретрансляции оптической информации, в том числе и по волоконно-оптическим линиям.