Дефлекторы служат для управления светом в пространстве. Используют их
в телевизионных системах, скоростной фотографии, в голографических
запоминающих устройствах, оптической локации и т. д. Различны задачи,
стоящие перед дефлекторами, и по-разному они решаются. Есть дефлекторы,
которые отклоняют луч под углом, а есть линейно смещающие его. Одни
дефлекторы отклоняют луч дискретно - дискретные дефлекторы, с помощью
других луч очерчивает плавную траекторию - аналоговые, или непрерывные
дефлекторы. Различны и физические законы, которые лежат в основе работы
дефлекторов: отражение, преломление, или дифракция света.
Аналоговые дефлекторы
Посмотрим, что произойдет, если электро- или акустооптический модулятор
выполнить не в виде пластины, а в форме призмы (рис. 61, а - г). Луч,
пройдя через призму, отклонится. Причем угол отклонения зависит от
показателя преломления призмы. Воздействуя на призму электрическим полем
или создавая в ней механические напряжения, можно управлять значением
показателя преломления, а вместе с ним и оптическим лучом в
пространстве. На этом принципе работают многие аналоговые дефлекторы.
Вместо угла преломления можно управлять углом отражения (рис. 61, д -
ж). Суть остается той же. Иначе работают дифракционные дефлекторы.
Явление дифракции в акусто-оптической среде рассмотрено на примере
дифракционных модуляторов. Под воздействием акустической волны плотность
и показатель преломления среды меняются периодически по всему объему.
Создается подобие дифракционной решетки. Свет, пройдя через среду,
дифрагирует и отклоняется от первоначального направления. Чем больше
частота акустической волны, тем больше отклоняется луч. Но одиночный
дефлектор, как правило, смещает луч в небольшом диапазоне. Применяя
несколько ступеней дефлекторов, удается расширить диапазон отклонения
(сканирования) луча до 6°.
Дискретные дефлекторы
Дискретные дефлекторы, как и аналоговые, состоят из каскада ступеней. Но
элементарные ступени их отличаются. В дискретном дефлекторе ступень
содержит дэа элемента - активный и пассивный (рис. 62). Активный элемент
служит переключателем поляризации, его назначение - поворачивать
плоскость поляризации излучения на 90°. Эти функции обычно выполняют
модуляторы - электро-, акустооптические или Фарадея. Пассивный элемент
преобразовывает поляризационные изменения в угловое или линейное
отклонение луча. Как правило, это двулучепреломляющая пластина с
определенной ориентацией оси, либо призма Волластона.
Попытаемся разобраться в работе элементарной ступени. Здесь происходит
то же, что и на дорожном перекрестке. Горит зеленый свет у светофора, и
по шоссе мчатся машины. Свет сменяется желтым, а затем красным, и машины
останавливаются. Началось движение по пересекающей трассе. Нечто
подобное наблюдается в дефлекторе. Когда на пассивный элемент падает
свет, поляризованный перпендикулярно плоскости сканирования, из него
выходит обыкновенный луч. По команде модулятор поворачивает вектор на
90°, и обыкновенный луч сменяется необыкновенным. Причем последний
всегда смещен по отношению к обыкновенному. В зависимости от формы
пассивного элемента это может быть либо угловое, либо линейное
отклонение. Если элемент изготовлен в виде пластины, дефлектор линейно
смещает луч, если в форме призмы Волластона - отклоняет под углом.
С увеличением числа ступеней дефлектора возрастают его диапазон
сканирования и разрешающая способность. Уже сейчас удается получить до
1000 разрешающих элементов. Причем время переключения с одного элемента
на другой составляет доли микросекунд.
Рис. 61. Преломляющие (а - г) и отражательные (д
- ж) дефлекторы
Рис. 62. Одноступенчатый (а) и многоступенчатый
(б) дискретные дефлекторы: 1,2 - активный и пассивный элементы: А - Д -
линейно смещенные лучи
Многие современные дефлекторы рассчитаны как на строчную, так и
на кадровую развертку луча. Сканирование в них производится по
поверхности. Технически это осуществляется поворотом ряда ступеней
дефлектора на 90°
