151943 (733164), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Чутливість монолітного дзеркала значно менше ніж у розглянутих дзеркал, і рівна (0,1..0,45) мкм/В, що вимагає високих значень напруги, що управляє (1...2 кВ)

Даний тип дзеркала володіє добрими частотними властивостями. Резонансні частоти дзеркала розташовані вищим 25 кГц, що дозволяє використовувати їх в широкосмугових адаптивних системах, зокрема як модулююче дзеркало. Фізично це пояснюється тим, що резонує не дзеркальна пластина, а все дзеркало в цілому, що має порівняно велику товщину.

Разом з добрими механічними властивостями ці дзеркала володіють високою точністю, великою широкосмуговою і успішно застосовуються для корекції атмосферної турбулентності. Розмір апертури може бути 200 мм, смуга частот пропускання — 100 кГц. Проте практична межа чутливості мкм/В обмежує застосовність цього дзеркала для широко використовуваного ИК-диапазона. Тому монолітні дзеркала призначені в основному для систем бачення і усунення фазових обурень усередині оптичних резонаторів.

Принцип дії мембранних адаптивних дзеркал заснований на електростатичній взаємодії плівки, що натягнутої відображає, з електродами, розташованими на деякій відстані від поверхні.

Мембрана товщиною 0,..1,5 мкм поміщається між прозорим електродом і групою приводів. До електроду прикладено напругу зсуву. Приводи будують з набору провідних прокладок, до яких прикладено напругу. Відстань між мембраною і електродами складає 50...100 мкм. Якщо електрична напруга відсутня, то мембрана не відчуває жодних переміщень і зберігає свою плоску форму. Мембрана відхилиться, якщо до якого-небудь електроду буде прикладена напруга, при цьому центр деформації розташовуватиметься над електродом. Діаметр мембраного дзеркала 100 мм, його внутрішня порожнина відкачана до тиску близько 2мм рт. ст., що зв'язано демпфуючими властивостями повітря, обумовленими його в'язкістю.

Електростатично кероване плівкове дзеркало, що деформується, складається з натягнутої мембрани мікронної товщини, поміщеної між прозорим електродом, що знаходиться під напругою зміщення, і матрицею електрично ізольованих один від одного контактних майданчиків (електродів), що знаходяться під напругою. Коли на мембрану дії немає, вона не деформується. У разі відмінного куля напруги, що управляє, на якому-небудь електроді відбувається відхилення мембрани приблизно на половину довжини хвилі випромінювання. Із збільшенням числа електрично навантажених електродів відхилення мембрани зростає і досягає декількох довжин хвиль. Звичайно тиск повітря у внутрішній порожнині пристрою регулюється з таким розрахунком, щоб добитися оптимального співвідношення між електрочутливістю і власними резонансними властивостями дзеркала. Повітряним або електричним демпфуванням вдається збільшити власну частоту дзеркала і тим самим розширити робочу смугу цього адаптивного оптичного елементу 10 кГц.

Робоча смуга дзеркала значною мірою визначається физико-механічними властивостями матеріалу плівки: тягучою і межею міцності; малою щільністю і оптико-механічною однорідністю.

Матеріалами для плівки можуть служити титан і його сплави з нікелем, берилієм, молібденом і т.д. Плівки виготовляються напиленням на підкладку у вакуумній камері, після чого вона натягається на жорстку рамку і прикріпляється до неї. Потім ця рамка поміщається над електродною матрицею, наприклад виготовленою у вигляді друкарської платні. Необхідні профілі дзеркальної поверхні виходять унаслідок відповідних підборів комбінацій керівників напрузі на різних елементах електродної матриці.

Мала маса мембрани зводить гістерезисні явища в дзеркалі до мінімуму. В процесі управління потрібні порівняно низькі напруги. Дзеркало нескладно у виготовленні, економічно, надійно, міцно і несприйнятливо в дії атмосферних факторів.

Адаптивні оптичні елементи, що використовують для модуляції фази електрооптичний ефект (електрооптичні адаптивні фазові коректори), найвдаліше поєднують в собі висока швидкодія і добрий просторовий дозвіл.

Суть електрооптичного ефекту полягає в здатності ряду матеріалів під дією зовнішнього електричного поля змінювати свій оптичний показник заломлення і за рахунок цього проводити фазове зрушення в світловій хвилі, що проходить через цей матеріал. Як такі матеріали використовуються як рідкі, так і тверді електрооптичні кристали.

Пристрій є пластиною з твердого електрооптичного монокристала - 5 товщиною близько 100 мкм, та обидві сторони якого нанесені тонкі (близько 1 мкм) діелектричні плівки - 1 з органічного матеріалу з нанесеними на них прозорими металевими електродами.

У пристрої для проведення фазової модуляція використовується один з різновидів електрооптичних ефектів — лінійний електрооптичний ефект (ефект Поккельса). Він характеризується лінійною залежністю зміни показника заломлення кристала від величини прикладеної напруги, а отже, і лінійною залежністю того, що вводиться в поляризаційну компоненту модульованої хвилі Ех фазового зсуву. Подібна зміна характерний тільки для кристалів, що не мають центру симетрії в гратах.

Пристрій функціонує таким чином. На електроди – (4) подається постійна напруга. Потім кристал – (5) опромінюють «записуючим» випромінюванням – (3), яке відповідає спектральній області чутливості кристала і має просторовий розподіл інтенсивності, відповідний необхідному закону модуляції фази модульованої хвилі, яка посилається через кристал з деякою затримкою.

Виникаючі внаслідок напівпровідникових властивостей кристала носії заряду під дією зовнішнього електричного поля дрейфують до меж кристала з діелектриком, де і захоплюються. Створюваний таким чином просторовий заряд частково нейтралізує заряд на електродах і тим самим робить електричне поле в кристалі неоднорідним, відповідним профілю інтенсивності «записуючої» хвилі. Це поле викликає зміни показника заломлення кристалічного середовища і подальше за цим зміна фази в «модульованій» хвилі, що пропускається через кристал.

Заміна одного фазового профілю на іншій починається з руйнування раніше створеного зарядового рельєфу на обкладаннях. Для цього кристал засвічується однорідним випромінюванням при закорочених електродах. Знов освічені носії заряду дрейфують в неоднорідному полі просторового заряду і компенсують його.

На практиці фазомодулируючим середовищем використовують кристали силікату або германату вісмуту, що володіють власною фотопровідністю, високим темновим опором і значним електрооптичним ефектом. Для зменшення паразитного розсіяння поверхню монокристала полірують і тільки тоді наносять на його грані шари діелектрика і металу. Пристрій працює на просвіт, при кімнатній температурі і характерних для подовжнього електрооптичного ефекту кіловольтових значеннях півхвильової напруги.

Кількість циклів «запис — стирання» практично не обмежене.

Размещено на Allbest.ru

Характеристики

Список файлов реферата