Реферат: Компенсация неоднородности магнитного поля по апертуре пучка в оптическом вентиле
<span Times New Roman",«serif»">УДК535.6<span Times New Roman",«serif»">Е. И. Бессонов, Е. М. Рудой, С. В. Сирота, В. Г.Янов, В. В. ЯщенкоКОМПЕНСАЦИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯПО АПЕРТУРЕ ПУЧКА В ОПТИЧЕСКОМ ВЕНТИЛЕВ магнитооптических вентилях часто используютпостоянные магниты трубчатой формы с осевой намагниченностью. Эти магнитыобладают существенным недостатком: величина его поля не является постояннойпри перемещении внутри отверстия в направлении, перпендикулярном осиотверстия. В полярных координатах r и z (z — совпадает с продольнойосью отверстия магнита и оптической осью вентиля) величина магнитного поляявляется минимальной на оси отверстия магнита (то есть, где r = 0), при увеличении радиальнойкоординаты r магнитноеполе возрастает. Зависимость величины магнитного поля Н от радиальной координатыr носит характер,близкий к линейному: Н = Аr+ В, где А — коэффициент зависимости магнитного поля от первой степенирадиальной координаты r,В — величина магнитного поля наоптической оси.
Магнитное поле не является постоянным по апертурепучка, величина угла поворота плоскости поляризации равна 450не навсей апертуре пучка, а только на ее части, это приводит к снижению добротностивентиля.
В оптическом вентиле с кольцевой апертурой ротатора внутри ротатора находится пустой объем цилиндрической формы, который можно использовать для повышениядобротности вентиля.
В пустую полость внутри ротатора необходимоустановить постоянный магнит цилиндрической формы с осевой намагниченностью,причем направление его магнитного поля должно быть противоположно направлениюмагнитного поля постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью [1].
Н1
r1
r2
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US">r
Н2
r1
r2
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US">r
Н3r1
r2
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US">r
Рис 1. График зависимости величины магнитного поля H1от радиальной координаты rдля постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью
Рис. 2. График зависимости величины магнитного поля H2от радиальной координаты rдля постоянного магнита цилиндрической формы с осевой намагниченностью
Рис. 3. График зависимости суммарного поля H3, создаваемого магнитами трубчатой и цилиндрической форм с осевой намагниченностью
<img src="/cache/referats/24186/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276">На рисунках 1, 2 и 3 приведены графики, поясняющие формирование магнитного поляв разработанном магнитооптическом вентиле. Эти графики приведены в пределахизменения координаты rот r1до r2, где r1 – радиус внутреннейповерхности ротатора трубчатой формы, r2 – радиус наружной поверхности ротатора трубчатойформы. Величина магнитного поля H1,создаваемого магнитом трубчатой формы, возрастает при увеличении r (рис. 1), а величинамагнитного поля H2,создаваемого магнитом цилиндрической формы, убывает при увеличении r (рис. 2). Подборомпараметров этих магнитов можно добиться, чтобы величина суммарного магнитногополя H3 слабозависела от r при измененииrвпределах от r1до r2 (рис.3).
Постоянство величины магнитного поля в пределахкольцевой апертуры ротатора трубчатой формы приводит к равенству углаплоскости поляризации оптического излучения, в результате чего в результате чего снижается коэффициент поглощенияKпр вентиляв прямом направлении и возрастает коэффициент поглощения Kобр вентиля в обратномнаправлении. Это приводит к повышению добротности Q вентиля, которая вводится следующим образом:
Q = Kпр/ Kобр,
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">
4 8 9<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">
1 2<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> 3 <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»"> <span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US"><span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US">
5 6 <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US"> 7 Рис. 4. Схема оптического вентиля <img src="/cache/referats/24186/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1593 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598 _x0000_s1599 _x0000_s1600 _x0000_s1601 _x0000_s1602 _x0000_s1603 _x0000_s1604 _x0000_s1605 _x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1630 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638 _x0000_s1639 _x0000_s1640 _x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649 _x0000_s1650 _x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683 _x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689 _x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697">в результате чего улучшаются потребительские свойства разработанного оптическоговентиля. Он содержит(рис. 4) последовательно расположенные на оптической оси поляризатор 1, преобразователь круглой апертуры оптическогопучка в кольцевую апертуру оптического пучка, в состав которого входят зеркало2 в форме конусной поверхности и зеркало 3 в форме усеченной конуснойповерхности, ротатор 4 кольцевого сечения, преобразователь кольцевой апертурыоптического пучка в круглую апертуру оптического пучка, в состав котороговходят зеркало 5 в форме усеченной конусной поверхности и зеркало 6 в формеконусной поверхности. Оптический вентиль содержит также анализатор 7, магнитнуюсистему 8 и постоянный магнит цилиндрической формы с осевой намагниченностью 9.Магнитная система 8 выполнена в
виде постоянного магнитатрубчатой формы с осевой намагниченностью.
ЛИТЕРАТУРА
1. Янов В. Г., БессоновЕ. И., Бессонов П. Е., Оптические вентили. СПб, 2004. С. 94 — 95.
2. Мещеряков Н. Н., РудойА. Е., Экало А. В., Янов В. Г., Ященко В. В. Оптический вентиль. Патент РФ №2234113 на изобретение, приор. 14.11. 2002, публ. 10.08.2004, МПК7G<st1:metricconverter ProductID=«02 F» w:st=«on»>02 F</st1:metricconverter>3/00, 1/00, 1/09.