Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Acousto-optic polarization switch with parallax compensation 

Boichuk N. A., Pilgun Yu. V. and Smirnov Ye. M.

Faculty of Radiophysics, Electronics and Computer Systems, Taras Shevchenko National University of Kyiv, 64/13 Volodymyrska Street, 01601 Kyiv, Ukraine

Download this article

Abstract. We propose acousto-optic (AO) polarization switch based on a paratellurite crystal. The geometry of anisotropic interaction is chosen so as to satisfy the Bragg conditions for the two alternative light polarizations at the wavelength 785 nm. For this both the direct and reflected from crystal face acoustic waves are used. The polarization of the output light is governed by switching between one of the two alternative frequencies of a driving ultrasound signal applied to the AO cell. The device is parallax-compensated, so that the light beams with different polarizations leave the cell at the same point, with no transverse shift, and propagate along the same direction. A corresponding AO polarization switch is manufactured and its characteristics are studied experimentally. The measured contrast ratio of the device is better than 1800:1.

Keywords: acousto-optic diffraction, acousto-optic switches, anisotropic Bragg diffraction, linear polarization, polarization modulator, paratellurite, tellurium dioxide.

PACS: 78.20.Hp, 42.79.Jq
UDC: 535.42, 534.522.1
Ukr. J. Phys. Opt. 19  69-79
doi: 10.3116/16091833/19/2/69/2018
Received: 26.01.2018

Анотація. Запропоновано акустооптичний (АО) перемикач поляризації лазерного світла, що базується на кристалі парателуриту. Геометрію анізотропної взаємодії обрано для одночасного виконання умов Бреґґа для двох альтернативних поляризацій світла з довжиною хвилі 785 нм. Для цього використовуються пряма та відбита від грані кристала акустичні хвилі. Поляризацією вихідного світла керують, перемикаючи частоту ультразвукового сигналу, поданого на АО-комірку, між двома альтернативними значеннями. Пристрій компенсує паралакс, так що світлові промені з різними поляризаціями залишають комірку в тій самій точці, без поперечного зсуву, та поширюються в одному напрямку. Відповідний поляризаційний AO-перемикач було виготовлено та досліджено експериментально. Виміряне значення коефіцієнт контрастності пристрою сягає 1800:1.
 
REFERENCES
  1. Antonov S N and Mirgorodsky V I, 2004. Anisotropic acoustooptic modulator of nonpolarized light based on diffraction by a slow acoustic wave in a paratellurite crystal. Techn. Phys. 49: 83–86. doi:10.1134/1.1642684
  2. Antonov S N, 2004. Acoustooptic nonpolar light controlling devices and polarization modulators based on paratellurite crystals. Techn. Phys. 49: 1329–1334. doi:10.1134/1.1809706
  3. Volochinov V and Polikarpova N, 2003. Collinear tunable acousto-optic filters applying acoustically anisotopic material tellurium dioxide. Molecular and Quantum Acoustics. 24: 225–235.
  4. Voloshinov V B and Polikarpova N V, 2009. Acousto-optic investigation of propagation and reflection of acoustic waves in paratellurite crystal. Appl. Opt. 48: C55–C66. doi:10.1364/AO.48.000C55
  5. Uchida N and Ohmachi Yo, 1969. Elastic and photoelastic properties of TeO2 single crystal. J. Appl. Phys. 40: 4692–4695. doi:10.1063/1.1657275
  6. Yano T, Kawabuchi M, Fukumoto A and Watanabe A, 1975. TeO2 anisotropic Bragg light deflector without midband degeneracy. Appl. Phys. Lett. 26: 689–691. doi:10.1063/1.88037
  7. Pilgun Yu V and Smironov Ye M, 2010. Broadband acousto-optic diffraction of two-wavelength light in paratellurite. Ukr. J. Phys. Opt. 11: 28–43. doi:10.3116/16091833/11/1/28/2010
  8. Ohmachi Yo and Uchida N, 1970. Temperature dependence of elastic, dielectric, and piezoelectric constants in TeO2 single crystals. J. Appl. Phys. 41, 2307–2311. doi:10.1063/1.1659223
  9. Ohmachi Yo, Uchida N and Niizeki N, 1972. Acoustic wave propagation in TeO2 single crystal. J. Acoust. Soc. Amer. 51: 164–168. doi:10.1121/1.1912826
  10. Yariv A. and Yeh P. Optical waves in crystals. New York: Wiley-Interscience Publ. (1987).
  11. Uchida N, 1971. Optical properties of single-crystal paratellurite (TeO2). Phys. Rev. B. 4: 3736–3745. doi:10.1103/PhysRevB.4.3736
  12. Yano T and Watanabe A, 1974. Acousto-optic figure of merit of TeO2 for circularly polarized light. J. Appl. Phys. 45: 1243–1245. doi:10.1063/1.1663396
  13. Royer D. and Dieulesaint E. Elastic waves in solids. Part I. Berlin: Springer-Verlag (2000).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics