Оптическая система для выравнивания интенсивности по сечению пучка

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность распределения интенсивности и увеличить быстродействие . Система содержит поляризаторы 1 и 2 с взаимно перпендикулярным расположением плосклтей поляризации. ,I. ; J 7ff После прохождения поляризатора 1 пучок входного излучения расщепляется светоделительной пластиной 3 на два пучка. Один из пучков направляется на злектролюминесцентный преобразователь 10, с помощью которого.распределение интенсивности по сечению пучка преобразуется по спектральному составу. Светящийся электролюминофор 15 проектируется зеркалом 16, объективом 18, призмой 17 с крьппей и светоделительной пластиной 4 на фотопроводник 9 с увеличением +1 транспаранта 5, изменяющий локально свое сопротивление. В результате происходит локальное уменьшение пропускания системы: поляризатор 1 - транспарант 5 - поляризатор 2 и вьфавнивание интенсивности выходного пучка. 1 ил. (Л ю ор to о ел 17

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3900145/24-10 (22) 23.05.85 (46) 07.01.87. Бюп. Ф 1 (72) В.П.Архипов (53) 535.8 (088.8) (56) Патент США У 40388t7, кл. 350-314, опублик. 1977.

Елинсон М.И. Оптоэлектроника.

M. Знание, 1977, с.28-30. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПО СЕЧЕНИЮ ПУЧКА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность распределения интенсивности и увеличить быстродействие. Система содержит поляризаторы

1 и 2 с взаимно перпендикулярным расположением плосксй.тей поляризации.,.SU„,, 1282050 A 1 (5D 4 G 02 В 27 00 G 02 F 1/03

После прохождения поляризатора 1 пучок входного излучения расщепляется светоделительной пластиной 3 на два пучка. Один из пучков направляется на электролюминесцентный преобразователь 10, с помощью которого. распределение интенсивности по сечению пучка преобразуется по спектральному составу. Светящийся электролюминофор

15 проектируется зеркалом 16, объективом 18, призмой 17 с крышей и светоделительной пластиной 4 на фотопроводник 9 с увеличением +1 транспаранта 5, изменяющий локально свое сопротивление. В результате происхоФ дит локальное уменьшение пропускания Я системы: поляризатор 1 — транспарант

5 — поляризатор 2 и выравнивание интенсивности выходного пучка. 1 ил.

1282050

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для получения пучков с равномерной интенсивностью по сечению, необходимых, например, для 5 контроля фотоприемников, оптикоэлектройных координаторов и т.д.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения интенсивности и увеличение быстродействия.

На чертеже изображена структурная блок-схема устройства.

Устройство содержит поляризаторы

1 и 2 с взаимно перпендикулярным расположением плоскостей поляризации, светоделительные пластины 3 и 4 и оптически управляемый транспарант 5, составными частями которого являются прозрачные металлические электроды

6 и 7 и расположенные между ними электрооптический модулятор 8 и фотопроводник 9, в качестве которого используется, например, аморфный селен. Электроды 6 и 7 транспаранта 5 подключены к источнику питания (не показан) с напряжением U величина которого зависит от типа кристалла, исйользуемого в качестве электрооптического модулятора 8.

I 30

Электролюминесцентный преобразователь 10 служит в качестве источни-ка управляющего излучения и состоит из прозрачных электродов 11 и 12, фотослоя 13, оптического экрана 14 и электролюминофора 15. Электроды

11 и 12 подключены к источнику питания (не показан) с напряжением П

В качестве фотослоя 13 используется, например, сернистый кадмий толщиной

0,5 мм, а в качестве электролюминофора — сернистый цинк с присадкой серебра. Светоделительная пластина 3 образует совместно с зеркалом 16, призмой с крышей 17 и светоделитель- 5 ной пластиной 4 замкнутый контур хода луча. Электролюминесцентный преобразователь 10 удален от пластины 3 на такое же расстояние, что и оптически управляемый транспарант 5, и установлен как и про кционный объектив 18 в плечах замкнутого контура. Электролюминофор 15 преобразователя 10 и фотопроводник 9 транспаранта 5 оптически сопряжены объективом .

18 с увеличением +1 (с учетом действия зеркала 16 и призмы 17).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии входного пучка напряжение на прозрачных электродах 6 и 7 транспаранта 5 оказывается приложенным к электрооптическому модулятору 8 и фотопроводнику 9 и делится между ними.

Всегда можно выбрать такую величину чтобы на электрооптический модулятор 8 приходилась доля U равная Э или близкая к полуволновому напряжению конкретного типа кристалла. В этом случае электрооптический кристалл поворачивает плоскость поляризации падающего на него пучка лучей о на 90 .Таким образом,с учетом перпендикулярности плоскостей поляризаторов 1 и 2 в исходном состоянии система: поляризатор 1 — транспарант

5 — поляризатор 2, обладает максимальным пропусканием по всей апертуре.

В исходном состоянии при отсутствии входного пучка напряжение U на прозрачных электродах 11 и 12 электролюминесцентного преобразователя

10 оказывается приложенным к полупроводниковому фотослою 13, поскольку его сопротивление в неосвещенном состоянии намного больше сопротивления последовательно соединенного с ним электролюминофора 15, а оптический экран 14 как часть электрической цепи представляет .собой хороший проводник °

Пучок входного излучения линейно поляризуется поляризатором 1 и расщепляется светоделительной пластиной 3 на два пучка, один из которых поступает на транспарант 5, а другой " на преобразователь 10. При этом распределение интенсивностей по сечению пучка на транспаранте 5 и на преобразователе 10 совпадают независимо от геометрии пучка (параллельный, схое дящийся, расходящийся), поскольку эти элементы одинаково удалены от светоделительной пластины 3. Освещение полупроводникового фотослоя 13 вызывает уменьшение его сопротивления и перераспределение .напряжения

U в результате которого значительная его часть оказывается приложенной к электролюминофору 15, что вызывает его свечение. Причем распределение интенсивности свечения электролюиинофора повторяет соответствующее распределение по сечению пучка, падающего на преобразователь. Спект1282050 ральный состав излучения электролюминофора выбирается с учетом спекЬ тральной характеристики фотопроводника 9. Таким образом, с помощью электролюминесцентного преобразователя распределение интенсивности по сечению пучка преобразуется по спектральному составу. Оптический экран 14 исключает засветку фотослоя 13 излучением электролюминофора 15. 10

Проекционный объектив 18, зеркало

16, призма с крышей 17 и светоделительная пластина 4 проектируют светящийся электролюминофор 15 на фотопроводник 9 с увеличением +1 (знак "+" учитывает количество отражений и оборачивающие свойства проекционного объектива и призмы с крышей), т.е. на электродах 6 и 7 транспаранта 5 образуются зоны облучения с одинако- 20 выми распределениями интенсивности.

Излучение электролюминофора 15 находится в области спектральной чувствительности фотослоя 9 и является для него управляющим (записывающим) сиг- 25 налом, под действием которого фотослой локально изменяет свое сопротивление ° В результате этого напряжение U „ перераспределяется между кристаллом 8 и фотослоем 9 и угол поворо-30 та плоскости поляризации, вносимый электрооптическим модулятором 8, изменяется по отношению к 90, что вызывает локальное уменьшение пропускания системы: поляризатор 1 — транспа-35 рант 5 - полчризатор 2. При этом в тех местах сечения исходного пучка, где интенсивность наибольшая, происходит и наиболее интенсивная засветка фотослоя 9 излучением электролюмн-40 нофора 15, что приводит к наиболее сильному изменению угла поворота плоскости поляризации и к наибольшему ослаблению. В результате этого интенсивность выходного пучка вырав-. 45 нивается по сечению.

В конкретном вариантах выполнения исходный пучок может принадлежать разным областям спектра (напри- 50 мер, красной, инфракрасной), но во всех случаях он не должен попадать в область-спектральной чувствительности фотослоя 9. В то же время излучение электролюминофора должно быть более коротковолновым (например, синее) и согласованным по спектральному диапазону с фотослоем 9.

Эти условия выполняются путем подбора материалов фотослоя 9 и электролюминофора 15 ° Необходимый для функционирования транспаранта 5 уровень, засветки фотослоя 9 подбирается путем регулировки напряжения Uz от величины которого зависит коэффициент преобразования электролюминесцентного преобразователя 10, выбора коэффициентов отражения светоделительных пластин 3 и 4, зеркала 16 и светосилы проекционного объектива 18.

Формула изобретения

Оптическая система для выравнивания интенсивности по сечению пучка, содержащая оптически управляемый транспарант, выполненный в виде электрооптического модулятора и фотопроводника, раэмещенньм между прозрачными металлическими электродами, источник питания, подключенный к прозрачным металлическим электродам оптически управляемого транспаранта, светоделительную пластину, проекционный объектив и источник управляющего излучения, причем светоделительная пластина расположена после оптически управляемого транспаранта по ходу луча, а выходная плоскость источника управляющего излучения и фотопроводник оптически управляемого транспаранта оптически сопряжены проекционнь м объективом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения интенсивности и увеличения быстродействия, в нее введены два поля- . ризатора с взаимно перпендикулярным расположением плоскостей поляризации, вторая светоделительная пластина, зеркало и призма с крышей, а источник управляющего излучения выполнен в виде электролюминесцентного преобг разователя, составленного из фотослоя, оптического экрана и электролюминофора, размещенных между двумя прозрачными электродами, подключенными к собственному источнику питания, причем вторая светоделительная пластина расположена перед оптически управляемым транспарантом и образует совместно с зеркалом, призмой с крышей и первой светоделительной пластиной замкнутый контур хода луча, электролюминесцентный преобразователь удален от второй светоделитель-, ной пластины на такое же расстояние, что и оптически управляемый транс1282050

Корректор С.Шекмар

Заказ 7263/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-папиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4— парант, и установлен, так же, как и проекционный объектив в плечах замкнутого контура, коэффициент увеличения при оптическом сопряжении электролюминофора электролюминесцентного преобразователя и фотопроводниСоставитель

Редактор М.Бланар Техред И.Попович

6 ка оптически управляемого транспарантя равен +1, а поляризаторы установлены по ходу луча перед второй и после первой све— тоделительных пластин соответст венно.