Оптический элемент для преобразования распределения интенсивности излучения в световом пучке

 

Изобретение относится к элементам оптических систем, преобразующих параллельные световые пучки круглого поперечного сечения с максимумом интенсивности в центрашьной части в пучки, имеющие смещенный на периферию максимум интенсивности. Цель изобретения - упрощение конструкции элемента. Оптический элемент имеет две преломляющие конические поверхности 1 и 2 и отражающую цилиндрическук) поверхность 3. Все эти рабочие поверхности образованы вращением равнобедренной трапеции вокруг ее меньшего основания. Выбор длины меньщего основания обусловлен условием отсутствия смещения при выходе из оптического элемента периферийньЬс лучей падающего светового потока 6 при смещении центрального луча потока на его периферию. Угол при большем основании трапеции равен 45 . 3 ил. 0. 1,,д 7 С (Л СА9 00 со О) ;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) (Н1 (50 4 G 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3970086/24-10 (22) 29 ° 10.85 (46) 23.06.87.Бюл. 9 23 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.Н.Дудниченко, В.П.Дятел, В.С.Коваленко, О.Д.Музыра и Е.Ф.Пятак (53) 535.315 (088.8) (56) Климков Ю.M. Основы расчетов оптико-электронных приборов с лазерами. М.: Советское радио, 1978, с. 73. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОМ ПУЧКЕ (57) Изобретение относится к элементам оптических систем, преобразующих параллельные световые пучки круглого поперечного сечения с максимумом интенсивности в центральной части в пучки, имеющие смещенный на периферию максимум интенсивности. Цель изобретения — упрощение конструкции элемента. Оптический элемент имеет две преломляющие конические поверхности ) и 2 и отражающую цилиндри ческую поверхность 3. Все эти рабочие поверхности образованы вращением равнобедренной трапеции вокруг ее меньшего основания. Выбор длины меньmего основания обусловлен условием отсутствия смещения при выходе из оптического элемента периферийнь1х лучей падающего светового потока 6 при смещении центрального луча потока на его периферию. Угол при больо шем основании трапеции равен 45

3 ил.

Е 0

8964 щения при выходе из оптического элемента, а центральный луч I падающего светового потока 6 при выходе из 45 hú 2я элемента сместится на его периферию.

Это условие выполняется в том случае, если на выходе из оптического элемента пучок 8 параллельный и не проис одит смещения луча О. Поэтому из ус- 50

1 131

Изобретение относится к элементам Оптических систем, преобразующих параллельные световые пучки круглого понеречног о сечения с максиму- мом интенсивности в центральной части в пучки, имеющие смещенный на периферию максимум интенсивности, и может быть использовано в оптике, а также в лазерных технологических установках.

Целью изобретения является упрощение конструкции элемента.

На фиг .1 изображена равнобедренная трапеция; на фиг.2 — оптический элемент, продольное сечение; на фиг.3 — зависимость интенсивности излучения на выходе из оптического элемента I (r ) от расстояния r от его осИ для различных радиусов

1 элемента, определяемых величиной высоты трапеции.

Оптический элемент имеет две преломляющие конические поверхности 1 и 2 и отражающую цилиндрическую поверхность 3, образованные вращением равнобедренной трапеции 4 высотой вокруг ее меньшего основания 5.

Высота h является радиусом оптического элемента.

Оптический элемент работает следующим образом.

На преломляющую поверхность 1 падает световой поток 6, имеющий максимум 7 интенсивности в центральной части. После преломления из поверхности 2 выходит световой поток 6 со смещением максимума 7 интенсивности на периферию пучка.

Величина меньшего основания 5 трапеции 4 определяется из условия, когда периферийные лучи О падающего светового потока б не испытывают смеловия сохранения параллельности выходящего светового пучка 8 и отсутствия смещения периферийных лучей 0 падающего потока 6, проходящих через середину высоты равнобедренной трапеции 4 (радиуса оптического элемента), меньшее основание равно

2h ь

-Г

2 и -1-1 где n — показатель преломления материала.

Смещение максимума интенсивности . на периферию пучка на выходе из оптического элемента при минимальной интенсивности в центре происходит, когда радиус элемента h не меньше удвоенного радиуса пучка на входе (h> 2у ) или светового диаметра оптического элемента.

Формула и з о б р е Т е н и я

Оптический элемен т для преобразования распределения интенсивности излучения в световом пучке, содержащий коническую преломляющую и цилиндрическую отражающую рабочие поверх1 ности, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции; элемент дополнительно содержит вторую коническую преломляющую поверхность, причем все рабочие поверхности элемента образованы вращением равнобед1

35 ренной трапеции вокруг ее меньшего основания при условии, что

2 h

12 и где b — длина меньшего основания трапеции; и — коэффициент преломления материала;

h — высота трапеции, где И вЂ” радиус светового диаметра оптического элемента, а угол при большем основании трапео ции равен 45

1318964

Эя(га) t,24

1,DQ

D,8 Jo

0,63, OO

02!.frd Л l 25cd I g

Составитель Г.Татарникова

Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 2508/40 Тираж 521

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4