Владимир Александрович Матвеев — студент; Университет ИТМО, факультет безопасности информационных технологий; НИИ телевидения, начальник оптического цеха
Санкт-Петербург
Vladimir A. Matveev — Student; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies; JSC Research Institute of Television, Head of the Optical Workshop
Алексей Юрьевич Гришенцев — д-р техн. наук, доцент, факультет безопасности информационных технологий
Санкт-Петербург
Alexey Yu. Grishentsev — Dr. Sci., Associate Professor, Faculty of Secure Information Technologies
Анатолий Григорьевич Коробейников — д-р техн. наук, профессор; зам. директора по науке
Санкт-Петербург
Anatoly G. Korobeynikov — Dr. Sci., Professor; N. V. Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of the RAS, St. Petersburg Branch, Deputy Director for Science
Представлены результаты разработки и изготовления электрооптического модулятора на основе эффекта Поккельса, который наблюдается в нелинейных оптических средах с двойным лучепреломлением и заключается в линейном изменении показателя преломления необыкновенного луча в зависимости от напряженности внешнего электрического поля. На основании эффекта Поккельса и за счет интерференции обыкновенного и необыкновенного лучей появляется возможность управления прозрачностью нелинейной оптической среды. В качестве оптического нелинейного материала выбран ниобат лития LiNbO3. Рассматриваются этапы отработки технологического процесса изготовления оптического модулятора, включая математическое моделирование, изготовления изделий из нелинейных кристаллов ниобата лития. Произведена систематизация математической модели эффекта Поккельса на примере одноосных кристаллов. Результаты моделирования применены для проектирования электрооптических модуляторов. Изложен технологический процесс распиловки, шлифовки и полировки кристалла ниобата лития, предложен метод шлифовки кристалла порошком различных фракций оксида алюминия. Корпус электрооптического модулятора изготовлен методом фотополимерной печати. Управление модуляцией осуществляется за счет внешнего электрического поля от изготовленного блока питания. Приведены результаты экспериментов по регистрации коноскопических изображений, визуальный анализ которых показал высокое качество кристалла ниобата лития и отсутствие внутренних дефектов. Исследования электрооптического модулятора показали достаточное высокое соответствие результатов эксперимента и приведенной в работе теоретической модели.
Presented are the results of development and production of an electro-optical modulator based on the Pockels effect, which is observed in nonlinear optical media with double refraction and consists in a linear change in the refractive index of an extraordinary ray depending on the external electric field strength. Using the Pockels effect and the interference of ordinary and extraordinary rays, it becomes possible to control the transparency of a nonlinear optical medium. Lithium niobate LiNbO3 is chosen as the optical nonlinear material. The stages of development of the technological process, production of the optical modulator, including mathematical modeling, manufacturing products from nonlinear lithium niobate crystals are considered. The mathematical model of the Pockels effect is systematized using uniaxial crystals as an example. The modeling results are used to design electro-optical modulators. The technological process of sawing, grinding and polishing a lithium niobate crystal is described, a method for grinding the crystal with powder of different fractions of aluminum oxide is proposed. The body of the electro-optical modulator is manufactured by photopolymer printing. Modulation control is performed by means of an external electric field from the manufactured power supply unit. The results of experiments on recording conoscopic images are presented, the visual analysis of which shows the high quality of the lithium niobate crystal and the absence of internal defects. The studies of the electrooptical modulator demonstrate a sufficiently high correspondence between the experimental results and the described theoretical model.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.