Компенсация неоднородности магнитного поля по апертуре пучка в оптическом вентиле

В магнитооптических вентилях часто используют постоянные маг­ниты трубчатой формы с осевой намагниченностью. Эти маг­ни­ты обладают существенным недостатком: величина его по­ля не яв­ля­­ется постоянной при перемещении внутри отверстия в на­прав­ле­нии, перпендикулярном оси отверстия. В полярных ко­ор­динатах r и z (z - совпадает с продольной осью отверстия магнита и оп­­тической осью вентиля) величина магнитного по­ля является мини­маль­ной на оси отверстия магнита (то есть, где r = 0), при увеличении радиальной координаты r магнитное поле возрастает. Зави­симость величины магнитного поля Н от радиальной координаты r носит характер, близкий к линейному: Н = Аr + В, где А - коэффициент зависимости магнитного поля от первой степени радиальной координаты r, В - величина магнитного по­ля на оптической оси.

Магнитное поле не яв­ляется посто­янным по апертуре пучка, величина угла поворота плоскости поляризации равна 450 не на всей апертуре пучка, а только на ее части, это приводит к снижению добротности вентиля.

В оптическом вентиле с кольцевой апертурой ротатора внутри ротатора находится пустой объем цилиндрической формы, который можно использовать для повышения добротности вентиля.

В пустую полость внутри ротатора необходимо установить постоянный магнит цилиндрической формы с осевой намагниченностью, причем направление его магнитного поля должно быть противо­положно направлению магнитного поля постоянного магнита труб­чатой формы с осевой намагниченностью [1].

На рисунках 1, 2 и 3 приведены графики, поясняющие формирование магнитного поля в разработанном магнитооптическом вентиле. Эти графики приведены в пределах изменения координаты r от r1 до r2, где r1 – радиус внутренней поверхности ротатора трубчатой формы, r2 – радиус наружной поверхности ротатора трубчатой формы. Величина магнитного поля H1, создаваемого магнитом трубчатой формы, возрастает при увеличении r (рис. 1), а величина магнитного поля H2, создаваемого магнитом цилиндрической формы, убывает при увеличении r (рис. 2). Подбором параметров этих магнитов можно добиться, чтобы величина суммарного магнитного поля H3 слабо зависела от r при изменении r в пределах от r1 до r2 (рис. 3).

Постоянство величины магнитного поля в пределах кольцевой апертуры ротатора трубчатой формы при­водит к равенству угла плоскости поляризации оптического излучения, в результате чего в результате чего снижается коэффициент поглощения Kпр вентиля в прямом направлении и возрастает коэффициент поглощения Kобр вентиля в обратном направлении. Это приводит к повышению добротности Q вентиля, которая вводится следующим образом :

Q = Kпр/ Kобр,

в результате чего улучшаются потребительские свойства разработанного оптического вентиля. Он содержит (рис. 4) последовательно расположен­ные на оп­тической оси поляризатор 1, преобразователь круглой апертуры оп­ти­че­ско­го пучка в кольцевую апер­туру оптического пучка, в состав которого входят зеркало 2 в форме конусной поверхности и зеркало 3 в форме усеченной конусной поверхности, ротатор 4 кольцевого сечения, преобразователь кольцевой апертуры оптического пучка в круглую апертуру оптического пучка, в состав которого входят зеркало 5 в форме усеченной конусной поверхности и зеркало 6 в форме конусной поверхности. Оптический вентиль содержит также анализатор 7, магнитную систему 8 и постоянный магнит цилиндрической формы с осевой намагниченностью 9. Магнитная система 8 выполнена в виде постоянного магнита трубчатой формы с осевой намагниченностью.

 

Статистика

Ракурс в историю

История открытий в области строения атомного ядра

Изучение атомного ядра вынуждает заниматься элементарными частицами. Причина этого ясна: в ядрах атомов частиц так мало, что свойства каждой из них в отдельности не усредняются, а, напротив, играют определяющую роль.
История открытия закона Ома

Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока I в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника.
История открытия основных элементарных частиц
Элементарные частицы в точном значении этого термина — первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.

Лучшая статья

Единая квантовая теория

Матричное моделирование элементарных частиц представляет собой единую квантовую теорию, которая объединяет все виды частиц и физические взаимодействия (электромагнитное, гравитационное) в общую схему с конечным построением. Матричное моделирование альтернативно модели Гелл-Манна и всех смежных ей теорий, но имеет ряд существенных преимуществ (перечислены ниже).