HIGH-SPEED ELECTRO-OPTICAL SHUTTER

OBTURATEUR ELECTRO-OPTIQUE ULTRARAPIDE

Abrégé français

PRECIS DE LA DIVULGATION :
Obturateur électro-optique ultrarapide comprenant un cristal électro-optique rece-
vant un faisceau incident et pouvant le transmettre sous l'influence d'un champ
électrique une électrode étant disposée sur l'une de ses faces, un premier jointde silicium étant intercalé sur cette électrode et la divisant en deux parties, le
champ électrique étant crée par une tension appliquée entre l'une des parties, de
l'électrode et la face du cristal opposée à celle comportant l'électrode. L'inven-
tion est mise en oeuvre dans la technique du laser.

Revendications

Les formes de réalisation de l'invention pour laquelle une propriété ou un
privilège exclusif est revendiqué sont définies comme suit :
1/ Obturateur électro-optique du type comprenant au moins un cristal
électro-optique recevant un faisceau lumineux incident et pouvant trans-
mettre le faisceau par application d'un champ électrique, caractérisé par
le fait qu'il comporte une électrode disposée sur l'une de ses faces et en
contact électrique avec cette dernière, un premier joint confectionné en un
matériau apte à être rendu électroniquement conducteur, sous l'influence
d'un rayonnement lumineux, étant intercalé sur cette électrode et la
divisant en deux parties, ledit champ électrique étant créé par une tension
appliquée entre l'une des parties de ladite électrode et la face du cristal
opposée à celle comportant l'électrode.
2/ Obturateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il
comporte un deuxième joint apte, ainsi que ledit premier joint, à être
rendu électroniquement conducteur sous l'influence d'un rayonnement lumi-
neux, ce joint étant intercalé entre ladite électrode et un conducteur
électrique connecté à la face du cristal opposée à celle comportant
l'électrode.
3/ Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractéri-
sé par le fait que chaque joint est confectionné en silicium.
4/ Obturateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit
cristal électro-optique est confectionné en un matériau choisi dans le
groupe formé par le niobate de lithium et le tantalate de lithium.
5/ Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, carac-
térisé par le fait que ledit faisceau lumineux et chaque rayonnement
lumineux sont émis respectivement par des sources laser.

Description

L'invention concerne un obturateur électro-optique ultrarapide, :
apte à fonctionner dans le domaine de~ pioosecondes~
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On sait qu'un obturateur électro-optique comporte un cristal
éleotro~optique apte à transmettre ou à bloquer un faisceau lumineux selon
qu'il est soumis ou non à un champ électrique. Un tel cristal qui met donc
en oeuvre l'ePfet Pockels est associé à un moyen pouvant transmettre ou
interrompre le champ électrique.
Généralement, le cristal est un niobate ou un tantalate, tandis
que le moyen précédemment mentionné est un interrupteur au silicium, lequel
est rendu conducteur par application d'un signal optique.
Cependant dans les obturateurs connus, on constate une rupture
d'impédance à la jonction entre le silicium et le cristal, rupture due à la
diPPérence entre leurs constanteq diélectriques. Il en résulte une dété-
rioration du signal électrique et une perte d'énergie non négligeable.
En outre, on constate qu'il est difficile d'augmenter les dimen-
sions du cristal électrique pour le rendre compatible aveo le diamètre
dudlt faisceau lumineux.
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients et
elle a pour objet un obturateur apte à fonctionner, de façon fiable et sans
aucune perturbation, danq le domaine des picosecondes et selon un rendement
énergétique élevé.
L'invention a donc pour obJet un obturateur électro-optique du
type oomprenant au moins un oristal éleotro-optique recevant un faisoeau
lumineux inoident et pouvant transmettre le Paisceau par applioation d'un
ohamp éleotrique, caractérisé par le Pait qu'il comporte une électrode
disposée sur l'une de ses faces et en contaot électrique avec oette
dernière, un pr-emier ~oint conPectionné en un matériau apte à être rendu
éleotroniquement conducteur, sou~ l'influence d'un rayonnement lumineux,
étant intercalé sur cette électrode et la divisant en deux parties, ledit
champ électrique étant créé par une tension appliquée entre l'une de~
parties de ladite éleotrode et la ~aoe du cristal opposée a celle oompor-
tant l'électrode.
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D'autre3 ca~actéristiques et avantages de l'invention ressortent
de la description qui quit donnse à titre d'exemple purement illustrati~
mai~ nullement limitatif, en réPérence à la figure annexée.
On a représenté sur la figure un cristal électro-optique 1
confectionné en niobate ou en tantalate de lithium, dont l'une des faces
est recouverte d'une couche mince conductrice 2 par exemple en argent,
tandis que la ~aoe opposée comporte une électrode 3 réalisée par exemple en
lalton, et en contaot éleotrique avec le crlstal. Un premier joint de si-
lioium 4 est intercalé sur cette électrode et divise cette dernière en deux
parties 5 et 6, tandis qù'un deuxième joint de silicium 7 est disposé entre
ladite partie 5 et un conducteur 8 relié à la couche conductrice 12.
Par ailleurs une tension U peut être appliquée entre la partie 5
de l'électrode 3 et la couche mince 2, un signal pouvant être recueilli
entre la partie 6 de l'électrode 3 et la couche mince 2. Le Paisceau
lumineux incident à moduler, notamment un faisceau laser, est schématisé en
; 9, le faisceau transmis étant repéré en 10.
Enfin la référence 11 dési~ne par exemple un générateur laser
apte à émettre un rayonnement lumineux laser 12 ou 13 ~ur le~ joints 4
; et 7 respectivement et vice-versa.
Un tel dispositif fonctionne de la ~açon suivante :
Lorsque le générateur laser 11 émet le rayonnement 12, le Joint
de sili¢ium 4 assure la liaison éleqtrique entre les parties 5 et 6 de
l'éleotrode 3. Le aristal 1 se trouve donc polarisé par le champ électrique
ainsi créé et le faisceau 9 est transmis en 10 à travers le criQtal 1.
,l Inversement, lor~que le générateur 11 émet le rayonnement 13, le
Joint de silioium 7 ooopérant avec le oonducteur 8 assure la mise en court-
circuit de la partie 5 de l'électrode 3 avec la couche conductrice 2,
interrompant de la sorte rapidement le champ électrique et la polarisation
du cristal 1. Le ~aisceau 9 n'est donc plus transmis à traverQ le cris-
tal 1.
Bien entendu les rayonnements 12 et 13 pourront être émis res-
pectivement par des sources distinctes.
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Le dispositi~ selon l'invention permet donc d'interrompre de
~açon ultra-rapide ou de moduler un faisceau laser, et celà dans le domaine ~;
des picosecondes.
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En outre on voit que la constante diélectrique est la même tout
au long de l'ensemble, ce qui évite toute perturbation du signal électrique ;~
et en conséquence toute perte d'énergie. De plus aucune limitation ne se
trouve imposée au cristal électro-optique.
L'invention trouve des applications avantageuses dans la techni-
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; que du laser en gé,éral.
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