Перестраиваемая оптическая система

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 G 02 В 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3527983/18-10 (22) 27.12.82 (46) 30.08.84. Бюл. 9 32 (72) И.К.Мешковский (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт точной. механики и оптики (53) 535.816(088.8) (56) 1. Адаптивная оптика. Сб.статей.

М., "Мир", 1980. с. 119-121.

2. Патент США Р 3486808, кл. 350175,- опублик. 1969 (прототип). (54 ) (57 ) 1. GEPECTPAHBAEMAH ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая по меньшей мере один оптический элемент и устрой1 .ство изменения его показателя преломления, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения обратиnsSUnu A мости изменения фокусного расстояния, оптический элемент установлен в введенный полый герметичный корпус с прозрачными окнами для прохождения излучения и выполнен из пористого материала с размером пор по крайней мере на порядок меньше длины волны излучения рабочего диапазона, а уст ройство изменения показателя преломления выполнено в виде регулятора . концентрации паров жидкости в поло сти корпуса.

2. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регулятор концентрации паров жидкости выполнен в виде а

Я пластины из адсорбирующего материала с управляемым электрическим нагревателем.

1111124 ны волны излучения рабочего диапазона (оптический диапазон видимого спектра 4000-7000-Х). Пористое стек-ло получено по известной технологии путем выщелачивания натрий-бор-силикатной основы с образованием пористой матрицы, содержащей до 9598 нес.Ъ 610 . Суммарный объем пор в таком стекле составляет примерно

25-30%.

Линза 1 размещена в полом герметичном металлическом корпусе 2 с окнами 3 и 4 для прохождения излучения, выполненными н виде плоскопараллельных пластин из оптического стекла.

5 В полость 5 корпуса 2 введены пары жидкости (бензол, вода и др.) .

Устройство управления образовано регулятором концентрации паров жидкости, который выполнен в ниде разме=

20 щенной н полости 5 корпуса 2 пластины нз адсорбента 6 (цеолит или др.), установленной на электрическом нагревателе 7.

Нагренатель 7 управляется блоком управления 8, который снабжен датчиком 9 давления паров жидкости, вве.. денным в полость 5 корпуса 2. Количество жидкости, введенной в полость 5 корпуса 2, выбрано равным сорбционной емкости адсорбента 6 при комнатной.температуре.

Описанный объектив работает следующим образом.

При нулевой концентрации паров жидкости в пОлости 5 корпуса 2 поры линзы 1 заполнены только воздухом и ее эквивалентный показатель преломления (исходный)аз равен 1,35.

Фокусное расстояние F однолинзового объектива определяется по формуле:

0, йэОбретение относится к оптике, а именно к перестраинаемой оптической системе, которая может быть испольэонана при построении устройств,, в которых по меньшей мере одна из оптических характеристик является перестраиваемой величиной, например для объективов с изменяющимся фокусным расстоянием.

Известна перестраиваемая оптическая система, используемая в адаптив- 1 ной оптике, преимущественно в телескопак, содержащая оптический элемент — зеркало в виде тонкой мембраны и множество подвижных элементов

Хнапример пьезоэлектрических), о6еспечивающих возможность локального изменения кривизны зеркала (:11.

Недостатком этой системы является сложность конструкции из-эа множества подвижных элементов, обеспечивающих изменение (перестройку) геометрии зеркала.

Известна перестраиваемая оптическая система, содержащая по меныаей мере один оптический элемент и устройство изменения его показателя преломления (2J.

Недостатком этой системы является необратимость изменения показателя преломления, так как введенные и стекло ионы металла нельзя управляемо вывести.

Целью изобретения является обеспечение обратимости изменения фокусного расстояния.

Указанная цель достигается тем

I что в перестраиваемой оптической системе, содержащей по меньшей мере один оптический элемент и устройство изменения его показателя преломления, оптический элемент установлен в вне- 4 денный полый герметичный корпус с прозрачными окнами для прохождения

1 излучения и выполнен из пористого материала с размером пор по крайней . мере на порядок меньше длины волны 45 излучения рабочего диапазона, а устройство изменения показателя преломления выполнено в виде регулятора концентрации гаров жидкости в полости корпуса. 50

Кроме того, регулятор концентрации парфв жидкости выполнен в виде пластины из адсорбирующего материала, с управляемым электрическим нагревателем.

На чертеже изображен объектив с переменным. фокусным расстоянием.Берестраинаемая оптическая система - объектив с переменнйм фокусным расстоянием, содержит один оптический60 элемент — симметричную двояковыпуклую линзу 1, ныполненную иэ монодисперсного пористого стекла с размером пор (максимум распределения размеров), 400 А, что в 10-17,5 раз меньше дли- 65 где «,

ДлЯ линзы с Й = г = 200 мм фокусное рассстояние .объектива составляет

285,7 мм.

При подаче напряжения от блока управления 8 на нагреватель 7 повышается температура адсорбента 6, адсорбированная в нем жидкость (бензол, вода и др.) постепенно освобождается. В результате повышается концентрация паров жидкости в полости 5 корпуса 2. Пары жидкости диффундируют в поры линзы 1,изменяя ее показатель преломления.

При полном вытеснении воздуха жидкостью из пор линзы 1 ее показатель преломления определяется системой стекло-жидкость и составляет для бензола у = 1,477.

1111124

Составитель В;Кенсояи

Редактор М.Недолуженко ТехредЛ.Микеш Корректор М.Максимилишинец

Заказ 6306/37 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная ., 4

Соответственно изменяется (уменьшается1 фскусное расстояние объектива, составляющее при адсорбции в порах линзы 1. воды = 230 мм, а при адсорбцни бензола F = 210 мм.

Точной регулировкой температуры адсорбента 6 можно с высокой точностью установить любые промежуточные значения фокусного расстояния описанного объектива.

Регулируя концентрацию паров жидкости в полости корпуса, можно в широких пределах менять соотношение содержания воздуха и жидкости в nopcLx оптического элемента, соответственно изменяя (перестраиэая1 показатель преломления.

Размер пор материала оптического элемента должен быть минимально на порядок (т.е. в 10 и более раэ1 мень-2п

-ше длины волны излучения рабочего диапазона, на который рассчитывается оптическая система . При большем размере пор неоправданно возрастают потери на расстояние и поглощение . 25

Чем меньше поры, тем прозрачнее оптический элемент и меньше потери..

Минимальный размер пор ограничен лишь технологическими возможностями процесса получения пористого матерна-™ ла, в.частности пористое стекло может быть получено с размером пор порядка 20-40 A.

По сравнению с известной оптической системой перестраиваемая оптическая система - объектив с переменным фокусным расстоянием, обладает обратимостью изменения фокусного расстояния, т.е. введенные в материал оптического элемента пары жидкости могут быть управляемо выведены. Перестройка устройства осуществляется путем изменения давления паров адсорбирую.— щей жидкости в полости, в которой установлен оптический элемент <линза . Для этого температура адсорбента, насыщенного жидкостью, например бенэолом, повышается, когда необходимо увеличить давление пара и соответ1ственно повысить показатель прелом)ления, и понижается, когда необходимо уменьшить давление пара и соответственно понизить показатель преломления линзы.

Оптический элемент может быть выполнен в форме линзы {системы линз, призмы или пластины. Возможны н любые комбинации различных элементов (линз, призм, пластин, зеркал и др.1, из которых по крайней мере часть выполнена иэ пористого материала.

В системе отсутствуют механически подвижные элементы, благодаря чему ее конструкция проста и надежна, при этом обеспечивается изменение ее фокусного расстояния как в сторону его увеличения, так и уменьшения,

Перестраиваемая оптическая система Перестраиваемая оптическая система Перестраиваемая оптическая система 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области адаптивной оптоэлектроники, в частности к созданию адаптивного рефрактивного оптического устройства на основе самоцентрирующейся жидкой линзы

Изобретение относится к области офтальмологии, а именно к линзам с изменяемым фокусным расстоянием, используемым в очках

Изобретение относится к области офтальмологии, а именно к линзам с переменным фокусным расстоянием, используемым в очках
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии

Изобретение относится к оптике, а именно к оптическим элементам с управляемым фокусным расстоянием

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в резонаторах лазеров как элемент уголкового отражателя и в системах транспортировок лазерного излучения

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на повышение удобства эксплуатации линз с переменным фокусным расстоянием, включающих наполненную текучей средой камеру, за счет удобного и простого соединения между этой камерой и линзой, что обеспечивается за счет того, что клапанное устройство для линзы с переменным фокусным расстоянием содержит впускное отверстие для приема текучей среды из резервуара, выпускное отверстие для прохождения текучей среды к полости линзы и клапанный элемент, который имеет проток, предназначенный для обеспечения проточного сообщения между впускным и выпускным отверстиями, и клапан для закрытия указанного протока, причем указанный клапан приводится в действие путем поворота клапанного элемента вокруг оси поворота, при этом проток проходит вдоль клапанного элемента в осевом направлении

Изобретение относится к устройству (200) электросмачивания на диэлектрике. Устройство электросмачивания содержит одну или более ячеек, при этом каждая ячейка содержит электросмачивающую композицию из первой и второй несмешивающихся текучих сред. Причем первая текучая среда представляет собой электролитический раствор (240). Также устройство содержит первый электрод (230), отделенный от электросмачивающей композиции диэлектриком (231), источник (260) напряжения для приложения рабочей разности напряжений между первым электродом (230) и электролитическим раствором для работы устройства электросмачивания. При этом первый электрод (230) устройства (200) электросмачивания на диэлектрике содержит вентильный металл, а электролитический раствор (240) способен анодировать вентильный металл с образованием оксида металла при рабочей разности напряжений. Техническим результатом является повышение надежности устройства (200) электросмачивания. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Перестраиваемая оптическая система

Наверх