ОПТИ́ЧЕСКИЙ ЗАТВО́Р

ОПТИ́ЧЕСКИЙ ЗАТВО́Р, уст­рой­ст­во для про­пус­ка­ния и пре­ры­ва­ния по­то­ка све­та. Мо­жет быть как од­но­ра­зо­во­го дей­ствия, напр. в фо­то­ап­па­ра­те для обес­пе­че­ния за­дан­но­го вре­ме­ни вы­держ­ки, так и мно­го­ра­зо­во­го, напр. в ки­но­ка­ме­ре. По прин­ци­пу дей­ст­вия вы­де­ля­ют ме­ха­ни­че­ские, элек­тро­оп­ти­че­ские и маг­ни­то­оп­ти­че­ские за­тво­ры. Ме­ха­нич. О. з. об­ла­да­ют ма­лым бы­ст­ро­дей­ст­ви­ем (по­ряд­ка 10^–4 c), ко­то­рое оп­ре­де­ля­ет­ся инер­ци­ей под­виж­ных эле­мен­тов – диа­фрагм, зер­кал, призм. Бы­ст­ро­дей­ст­вие зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет­ся (до 10^–5–10^–6 с) в О. з., ра­бо­таю­щих на ос­но­ве элек­тро­оп­ти­чес­ких (см. в ста­ть­ях Кер­ра эф­фек­ты, Пок­кель­са эф­фект) и маг­ни­то­оп­ти­че­ских (Фа­ра­дея эф­фект) эф­фек­тов.

О. з. на ос­но­ве эф­фек­та Кер­ра со­сто­ит из элек­тро­оп­тич. ячей­ки, по­ме­щён­ной ме­ж­ду дву­мя па­рал­лель­ны­ми или скре­щен­ны­ми по­ля­ри­за­то­ра­ми. В пер­вом слу­чае за­твор за­кры­ва­ет­ся при по­да­че на ячей­ку на­пря­же­ния, при ко­то­ром воз­ни­каю­щее в сре­де двой­ное лу­че­пре­лом­ле­ние при­во­дит к сдви­гу фаз ме­ж­ду обык­но­вен­ной и не­обык­но­вен­ной вол­ной на ве­ли­чи­ну $\pi$ . Во вто­ром слу­чае (со скре­щен­ны­ми по­ля­ри­за­то­ра­ми) за­твор от­кры­ва­ет­ся. Ана­ло­гич­но ра­бо­та­ет маг­ни­то­оп­тич. за­твор. Его дей­ст­вие ос­но­ва­но на за­ви­си­мо­сти уг­ла по­во­ро­та плос­ко­сти по­ля­ри­за­ции све­та, рас­про­стра­няю­ще­го­ся в сре­де, от на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля, про­ни­зы­ваю­ще­го её. Ячей­ка Фа­ра­дея так­же ус­та­нав­ли­ва­ет­ся ме­ж­ду дву­мя по­ля­ри­за­то­ра­ми; управ­ля­ют за­тво­ром, из­ме­няя ток со­ле­нои­да, ох­ва­ты­ваю­ще­го ячей­ку. Важ­ным свой­ст­вом, от­ли­чаю­щим маг­ни­то­оп­тич. за­твор от дру­гих за­тво­ров, яв­ля­ет­ся его не­вза­им­ность (см. Не­вза­им­ные эле­мен­ты): бу­ду­чи от­кры­тым для пуч­ка из­лу­че­ния, про­хо­дя­ще­го за­твор в пря­мом на­прав­ле­нии, он за­крыт для све­та, иду­ще­го в об­рат­ном на­прав­ле­нии, что по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать его в ка­че­ст­ве оп­тич. изо­ля­то­ра.

Даль­ней­шее улуч­ше­ние бы­ст­ро­дей­ст­вия свя­за­но с воз­мож­но­стя­ми не­ли­ней­но-оп­тич. управ­ле­ния све­та све­том. При из­ме­ре­нии сверх­ко­рот­ких ла­зер­ных им­пуль­сов для управ­ле­ния элек­тро­оп­тич. за­тво­ром вме­сто элек­трич. им­пуль­сов ис­поль­зу­ют­ся мощ­ные по­ля­ри­зо­ван­ные све­то­вые им­пуль­сы дли­тель­но­стью по­ряд­ка 10^–15 с, ко­то­рые, рас­про­стра­ня­ясь в ячей­ке Кер­ра, при­во­дят вслед­ст­вие не­ли­ней­но­сти сре­ды к воз­ник­но­ве­нию оп­ти­че­ски на­ве­дён­но­го дву­лу­че­пре­лом­ле­ния. Мощ­ный ли­ней­но-по­ля­ри­зо­ван­ный ла­зер­ный им­пульс на­во­дит в кер­ров­ской сре­де крат­ко­вре­мен­ное двой­ное лу­че­пре­лом­ле­ние, ко­то­рое из­ме­ня­ет со­стоя­ние по­ля­ри­за­ции сиг­наль­но­го пуч­ка по от­но­ше­нию к мощ­но­му им­пуль­су. В ре­зуль­та­те сиг­нал про­хо­дит че­рез ана­ли­за­тор, ко­то­рый вна­ча­ле был скре­щён с на­прав­ле­ни­ем по­ля­ри­за­ции сиг­на­ла и не про­пус­кал его. Ско­рость пе­ре­клю­че­ния та­ких О. з. очень вы­со­ка (до 10^–14 с). С их по­мо­щью мож­но сфо­то­гра­фи­ро­вать сверх­ко­рот­кий ла­зер­ный им­пульс «в про­филь» во вре­мя его рас­про­стра­не­ния в рас­сеи­ваю­щей сре­де.

О. з. ис­поль­зу­ют­ся не толь­ко в фо­то­ре­ги­ст­ри­рую­щих уст­рой­ст­вах, но и для мо­ду­ля­ции ин­тен­сив­но­сти све­та в ла­зе­рах. Напр., за­кры­тый за­твор, ус­та­нов­лен­ный внут­ри ла­зер­но­го ре­зо­на­то­ра, при бы­ст­ром его от­кры­ва­нии по­зво­ля­ет по­лу­чить т. н. ре­жим ги­гант­ско­го им­пуль­са.