Lazer fizikasi

1.2. Yupqa pardali dielektrik qatlamli filtr rezonatorlar.

Bu turdagi filtrlar Bregg fazoviy panjarali filtrlar kabi spektr bo’yicha zichlashtirilgan optik aloqa tizimlarida keng qo’llaniladi. Ularda rezonator bo’shlig’ini chegaralovchi ko’zgular vazifasini yorug’likning ko’p martalab aks etishini ta’m inlovchi yupqa dielektrik qatlamlar o’ynaydi. Yupqa pardali filtrlar ikki guruhga ajraladi: bir rezonator bo’shlig’ili va ko’p sondagi rezonator bo’shlig’ili yupqa pardali filtrlar. 3-rasmda uch rezonatorli filtrning tuzilish sxemasi va ish prinsipi tasvirlangan. Muayyan qalinlikdagi turlicha sindirish ko’rsatkichiga ega bo’lgan va ustma-ust joylashgan ikki xil dielektrik qatlamlarning majmuyidan iborat bu turdagi optik elementda qatlamlarning qalinligi qilib tanlab olinadi (bunda — ajratilishi zarur bo’lgan optik kanalning to ‘lqin uzunligi). Bu qatlamlarga tushgan yorug’lik nurining , burchagi ostida qaytishini hisobga olsak, tushayotgan to’lqin uzunlikli nurlanish ketma-ket joylashgan qatlamlar chegarasidan bir xil faza bilan qaytadi va yig’iladi. Nurlanishning qolgan qismi esa kuchsiz qaytadi va yutiladi. Qatlamlar qalinligini o’zgartirib, optik filtrning o’tkazish polosasini o’zgartirish mumkin. Fabri-Pero filtrlaridan farqli ravishda yupqa pardali filtrlar uzunligi bo’shliqning balandligiga bog’liq bo’lgan faqat bitta to’lqinni o’tkazadi va ularni qayta sozlash mumkin emas.
Suyuq kristallarda yorug’lik nurlanishi qutblanishining o’zgarishidan foydalanishga asoslangan filtrlar. Bu turdagi filtrlarning ish prinsipi suyuq kristallarning elektr o’zgartirishi xossasiga asoslangan. Bu texnologiya endigina rivojlana boshladi va hozircha takomiliga yetmagan. Suyuq kristallar asosidagi filtrni uchta elementning majmuasi deb qarash mumkin (4-rasm). Muayyan to’lqin uzunlikli yorug’likning qutblanish tekisligini 90° ga buruvchi suyuq kristalli yupqa parda yorug’likni chiziqli qutblagich va faqat qutblagich tomonidan shakllantirilgan qutblanish tekisligiga ega bo’lgan yorug’likni o’tkazadigan tahlillagich (analizator) orasiga joylashtiriladi. Odatdagi sharoitda suyuq kristalli yupqa parda qutblanish tekisli’gini 90° ga buradi va filtr muayyan to’lqin uzunliklari diapazonini o’tkazmaydi — qurilma optik izolator vazifasini o’taydi. Kristallga ma’lum bir kuchlanish qo’yilganida, qutblanish tekisligi yana 90° ga buriladi va u tahlillagich (analizator) tekisligi bilan mos tushadi. Berilgan diapazondagi yorug’lik to’lqinlari chiqishga o’tadi. Afsuski, suyuq kristalli filtr faqat multipleksor tomonidan ishlov beriladigan optik eltuvchilar majmuasidan awaliga ajratihshi kerak bo’lgan bitta to’lqin bo’yicha ishlaydi.
Akustooptik texnologiya qutblanish tekisligini o’zgartirishga asoslangan filtrlash texnologiyalarining eng istiqbollisi hisoblanadi. Akustooptik filtr litiy niobatidan tayyorlangan yarimo’tkazgichli kristall bo’lib, uning sirtida titanli to’lqin uzatkich shakllantiriladi. Bu kristallga akustooptik to’lqinlaming 170 -180 M Hz chastotali generator bilan boshqariladigan pyezoelektrik vibratori montaj qilinadi (4-rasm). Vibrator qurilm aning m arkazida asosiy yorug’lik oqimiga burchak ostida joylashgan yupqa pardali akustik to’lqin uzatkich bo’yicha tarqaladigan sirtqi akustik to’lqin (SAT) hosil qiladi. Undan o ‘ng va chap tomonga yorugTik oqimini qutblanish bo’yicha parchalagichlar joylashtiriladi. Kirish parchalagichi kirish oqimini akustik to’lqin uzatkichdan o’tadigan TE (pastda) va TM (yuqorida) modalarga ajratadi. Sirtqi akustik to’lqinlar bu to’lqin uzatkichda sindirish ko’rsatkichining sinusoidal qonun bo’yicha o’zgarishini (Bregg akustik panjarasining hosil bo’iishini) yuzaga keltiradi. Shu tariqa Bregg «akustik» difraksiyasi yoki to’lqin uzunliklaridan biriga tegishli qutblanish tekisligining 90° ga burilishiga sharoit yaratiladi. Bu to’lqin uzunligi chiqishdagi ikkinchi parchalagich tomonidan multipleksordan chiqarib olinuvchi optik eltuvchi sifatida filtrlanadi.
1.2.1-rasm. Suyuq kristallarda elektr maydoni ta’sirida qutblanish tekisligining o’zgarishiga asoslangan filtrning ish jarayoni.
Bu turdagi filtrning afzalligi shundaki, u sirtqi akustik to’lqinlar manbayi bo’lgan boshqaaivchi generator chastotasini va shu tariqa Bregg panjarasi doimiysini o’zgartirish yo’li bilan filtrlash to’lqin uzunligini o’zgartirish imkonini beradi. Filtrni bitta optik eltuvchi, eltuvchilar guruhi yoki barcha eltuvchilarni ajratish uchun qayta sozlash mumkin. Kiritiladigan yo’qotishlarning pastligi, iste’mol quwatining kamligi, qayta sozlash diapazonining kengligi (3-shaffoflik darchasida 80 nm atrofida) ham bu turdagi filtrlarning afzalliklaridan hisoblanadi. Ularning ish tarzi ma’lumotlarni uzatish tezligiga bog’liq emas, qurilmaning harorat bo’yicha barqarorligi maxsus barqarorlashtiruvchi qurilmalar (stabilizatorlar) tomonidan bartaraf etiladi.