本發(fā)明涉及的是一種基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的李薩如裝置

背景技術(shù)：

李薩如圖形是指在互相垂直方向上的兩個(gè)頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)比的簡(jiǎn)諧振動(dòng)所合成的規(guī)則的、穩(wěn)定的閉合曲線族。李薩如圖形在傳感器動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)、頻率測(cè)量、工程信號(hào)檢測(cè)等有廣泛的應(yīng)用。目前產(chǎn)生李薩如圖形的裝置有：一、機(jī)械李薩如演示儀：該裝置的實(shí)驗(yàn)原理是采用人工或者電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而形成的機(jī)械振動(dòng)來(lái)合成李薩如圖形，這種方法的缺點(diǎn)在于產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)頻率調(diào)控誤差大、損耗大、需要電機(jī)等儀器占用空間大。二、電信號(hào)合成李薩如演示儀：該裝置的實(shí)驗(yàn)原理是通過(guò)電信號(hào)發(fā)生器生成兩路電信號(hào)通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器在示波器中產(chǎn)生李薩如圖形，該裝置僅適用于電信號(hào)的李薩如圖形模擬。三、激光李薩如演示儀：該方法的實(shí)驗(yàn)原理是利用激光光桿原理通過(guò)反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)李薩如圖形，但搭載折疊光路同樣占用較大空間，光路折疊，重復(fù)性差，頻率低，而且反射鏡的調(diào)節(jié)粗糙耗時(shí)，二次使用非常不便。本發(fā)明是一種基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的新型李薩如裝置，該裝置的實(shí)驗(yàn)原理是：采用一種具有強(qiáng)二次電光效應(yīng)的KTN晶體(鉭鈮酸鉀晶體，化學(xué)式為KTa_1-xNb_xO₃)作為空間光束電光調(diào)制介質(zhì)。當(dāng)光束入射晶體時(shí)，光束軌跡由晶體折射率分布決定(參見(jiàn)文獻(xiàn):強(qiáng)激光與粒子束,2012年,24(2):261-266)，因此可通過(guò)外加調(diào)制電場(chǎng)改變晶體折射率分布來(lái)達(dá)到改變光束軌跡的目的。當(dāng)施加正余弦電場(chǎng)時(shí)，晶體折射率分布的梯度在電場(chǎng)方向隨之做簡(jiǎn)諧變化，垂直電場(chǎng)方向入射的光束軌跡受到簡(jiǎn)諧調(diào)制。本發(fā)明在晶體上施加方向互相垂直的兩個(gè)調(diào)制電場(chǎng)，克服了光束調(diào)制單向性的缺點(diǎn)，入射光束軌跡將在兩個(gè)相互垂直的方向上分別受到簡(jiǎn)諧調(diào)制，從而得到了光束軌跡的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成，進(jìn)而生成李薩如圖形。此裝置具有單光束操作、無(wú)需折疊光路、無(wú)機(jī)械振動(dòng)、空間損耗低、頻率動(dòng)態(tài)調(diào)制范圍大、可進(jìn)行高精度操控、器件集成度高且穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)中未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有單光束操作、無(wú)需折疊光路、無(wú)機(jī)械振動(dòng)、空間損耗低、頻率動(dòng)態(tài)調(diào)制范圍大、可進(jìn)行高精度操控、器件集成度高且穩(wěn)定性好、多方向調(diào)制光束的基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的李薩如裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的李薩如裝置，由激光器、光束準(zhǔn)直器、電光調(diào)制單元、CCD圖像傳感器構(gòu)成。所述的KTN晶體加工成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用鍍膜工藝制備金屬平板電極，兩對(duì)平板電極置于晶體側(cè)面產(chǎn)生相互垂直的電場(chǎng)，如附圖2和附圖3所示。每對(duì)平板電極分別連接一個(gè)外加調(diào)制電壓源，每個(gè)電壓源分別進(jìn)行正余弦調(diào)制。入射光束經(jīng)KTN晶體調(diào)制后，出射光束軌跡由CCD圖像傳感器接收。

本發(fā)明的有益效果在于：

此裝置具有單光束操作、無(wú)需折疊光路、無(wú)機(jī)械振動(dòng)、空間損耗低、頻率動(dòng)態(tài)調(diào)制范圍大、可進(jìn)行高精度操控、器件集成度高且穩(wěn)定性好、多方向調(diào)制光束的等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1、實(shí)施例2的光路圖；

圖2是實(shí)施例1中電光調(diào)制單元結(jié)構(gòu)放大圖；

圖3是實(shí)施例2中電光調(diào)制單元結(jié)構(gòu)放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明涉及的是一種基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的新型李薩如裝置?；诠鈱W(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的新型李薩如裝置，由激光器、光束準(zhǔn)直器、電光調(diào)制單元、CCD圖像傳感器構(gòu)成。所述電光調(diào)制單元由KTN晶體、兩對(duì)平板電極、調(diào)制電壓源構(gòu)成。KTN晶體加工成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用鍍膜工藝制備金屬平板電極，兩對(duì)平板電極置于晶體側(cè)面產(chǎn)生相互垂直的電場(chǎng)。每對(duì)平板電極分別連接一個(gè)外加調(diào)制電壓源，每個(gè)調(diào)制電壓源分別進(jìn)行正余弦調(diào)制。入射光束經(jīng)KTN晶體調(diào)制后，出射光束軌跡由CCD圖像傳感器接收。此裝置克服了光束調(diào)制單向性的缺點(diǎn)，具有單光束操作、無(wú)需折疊光路、無(wú)機(jī)械振動(dòng)、空間損耗低、頻率動(dòng)態(tài)調(diào)制范圍大、可進(jìn)行高精度操控、器件集成度高且穩(wěn)定性好、多方向調(diào)制光束等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例1：基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的新型李薩如裝置，由激光器、光束準(zhǔn)直器、電光調(diào)制單元、CCD圖像傳感器構(gòu)成。所述的KTN晶體加工成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用鍍膜工藝制備金屬平板電極，兩對(duì)平板電極置于晶體側(cè)面，如附圖2所示。每對(duì)平板電極分別連接一個(gè)外加調(diào)制電壓源，每個(gè)電壓源分別進(jìn)行正余弦調(diào)制。入射光束經(jīng)KTN晶體調(diào)制后，出射光束軌跡由CCD圖像傳感器接收。

所述電光調(diào)制單元由KTN晶體3-1，兩對(duì)平板電極3-2、3-3，調(diào)制電壓源3-4、3-5構(gòu)成。

所述兩對(duì)平板電極3-2、3-3分別置于KTN晶體3-1前后兩段，并分別與調(diào)制電壓源3-4、3-5連接，如附圖1，所產(chǎn)生的調(diào)制電場(chǎng)相互垂直，且各自分布于晶體3-1的前后兩段。

結(jié)合附圖1和附圖2，光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器2正入射到KTN晶體3-1，在晶體上施加方向互相垂直的兩個(gè)調(diào)制電場(chǎng)，入射光束軌跡將在兩個(gè)相互垂直的方向上先后受到簡(jiǎn)諧調(diào)制，得到光束軌跡的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成，進(jìn)而生成李薩如圖形。

實(shí)施例2：基于光學(xué)晶體折射率分布電光調(diào)制原理的新型李薩如裝置，由激光器、光束準(zhǔn)直器、電光調(diào)制單元、CCD圖像傳感器構(gòu)成。所述的KTN晶體加工成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用鍍膜工藝制備金屬平板電極，兩對(duì)平板電極置于晶體側(cè)面，如附圖3所示。每對(duì)平板電極分別連接一個(gè)外加調(diào)制電壓源，每個(gè)電壓源分別進(jìn)行正余弦調(diào)制。入射光束經(jīng)KTN晶體調(diào)制后，出射光束軌跡由CCD圖像傳感器接收。

所述電光調(diào)制單元由KTN晶體3-1，兩對(duì)平板電極3-2、3-3，調(diào)制電壓源3-4、3-5構(gòu)成。

所述兩對(duì)平板電極3-2、3-3分別置于KTN晶體3-1側(cè)面，并分別與調(diào)制電壓源3-4、3-5連接，如附圖2，所產(chǎn)生的調(diào)制電場(chǎng)相互垂直，且共同分布于晶體3-1中。

結(jié)合附圖1和附圖3，光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器2正入射到KTN晶體3-1，在晶體上施加方向互相垂直的兩個(gè)調(diào)制電場(chǎng)，入射光束軌跡將在兩個(gè)相互垂直的方向上同時(shí)受到簡(jiǎn)諧調(diào)制，得到光束軌跡的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成，進(jìn)而生成李薩如圖形。