|
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.
|
