Замечания о фазовых (электрооптических) и амплитудных (акустооптических) синхронизаторах мод.

Исторически первыми появились фазовые синхронизаторы мод на основе электрооптических кристаллов. В этих синхронизаторах переменное высокочастотное поле (с частотой, близкой к частоте межмодовых биений) вызывало модуляцию задержки сверхкороткого светового импульса при

Рис. 3.68

его прохождении через синхронизатор, что соответствовало модуляции фазы последовательности импульсов. В настоящее время фазовые синхронизаторы практически вытеснены акустооптическими синхронизаторами мод, которые осуществляют амплитудную модуляцию потерь резонатора на частоте, близкой к частоте межмодовых биений [137].

Амплитудные синхронизаторы мод имеют следующие преимущества по сравнению с фазовыми: более низкие потери за счет применения оптически прозрачных материалов; вдвое более низкую частоту питающего напряжения (за счет использования стоячей ультразвуковой волны); удобство согласования в ВЧ-тракте и малое питающее напряжение (управляющие напряжения составляют около 10 В в амплитудных синхронизаторах мод и около 100 В в фазовых); незначительный нагрев; отсутствие фазовой неопределенности у последовательности импульсов. В связи с последним замечанием отметим, что при фазовой синхронизации мод даже незначительные возмущения могут привести к изменению фазы последовательности импульсов относительно модулирующего сигнала на 180° [112].

Известно, что при дифракции света на бегущей ультразвуковой волне при постоянной подводимой УЗ-мощности амплитудная модуляция проходящего светового потока не происходит. Поэтому в акустооптических синхронизаторах мод, в отличие от акустооптических модуляторов добротности, используется не бегущая, а стоячая ультразвуковая волна. При дифракции света на такой волне происходит амплитудная модуляция светового потока с частотой, равной удвоенной частоте модулирующего сигнала.

Рис. 3.69

Как и в акустооптических модуляторах добротности, в акустооптических синхронизаторах мод используется дифракция Брэгга. Отношение интенсивности прошедшего через синхронизатор света 1г к интенсивности падающего света имеет вид

Это соотношение похоже на соотношение (3.5.8). Различие между ними объясняется тем, что в данном случае используется не бегущая, а стоячая ультразвуковая волна.

Общий вид акустооптического синхронизатора мод схематически показан на рис. 3.69. Здесь 1 — пьезопреобразователь, 2 — призма из плавленого кварца, 3 — направление движения световых импульсов. Грани а и б кварцевой призмы параллельны друг другу (для обеспечения режима стоячей волны), а грани в образуют друг с другом небольшой угол (для устранения селекции продольных мод). Акустооптический синхронизатор мод является оптическим элементом, помещаемым внутрь резонатора непрерывно накачиваемого лазера Ввиду малого усиления в таком лазере, предельно допустимые оптические потери в синхронизаторе с учетом просветляющих покрытий не должны превышать