Оптический аттенюатор

 

Изобретение относится к квантовой электронике и м.б. использовано в системах оптической связи, локации и лазерной технологии. Цель изобретения - расширение динамического диапазона регулирования интенсивности оптического излучения при плавном характере этого регулирования. В устрве по ходу оптического излучения 1 на стойках 12 и 13 установлены два идентичных оптических элемента, выполненных соответственно в виде пар прямоугольных трехгранных призм 2, 3 , и 4, 5. Призмы в каждом элементе совмещены гипотенузными гранями с зазором между ними. Входные и выходные грани оптических элементов вокруг осей 14 и 15 приводом 17 двухстороннего действия на разные по знаку и . одинаковые по величине .углы возможна плавная регулировка коэф. аттенюации в пределах от полного пропускания до полного внутреннего отражения. Приведено соотношение, из которого определяется диапазон углов поворота оптических элементов. 4 ил. (Л

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1S»4 Г 02 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4026775/24-10 (22) 21.02.86 (46) 07.07.88, Бюл. К - 25 (72) Ю.A.Ïîêðîâñêèé, В,А.Хромушин, М.М.Миронов и Г.И.Полуянов (53) 535.345.6 (088.8) (56) Appl. Opt, 1971, ))- 1, р.144-149.

Авторское свидетельство СССР

1282052, кл. С 02 В 27/62, 1985. (54) ОПТИЧЕСКИЙ АТТЕНЮАТОР (57) Изобретение относится к квантовой электронике и м.б. использовано в системах оптической связи, локации и лазерной технологии. Цель изобретения — расширение динамического диапазона регулирования интенсивности оптического излучения при плавном характере этого регулирования. В устрве по ходу оптического излучения 1 на стойках. 1? и 13 установлены два идентичных оптических элемента, выполненных соответственно в виде пар прямоугольных трехгранных призм 2, 3 и 4, 5. Призмы в каждом элементе совмешены гипотенузными гранями с зазором между ними. Входные и выходные грани оптических элементов вокруг осей 14 и 15 приводом 17 двухстороннего действия на разные по знаку и одинаковые по величине .углы возможна плавная регулировка коэф. аттенюации в пределах от полного пропускания до полного внутреннего отражения.

Приведено соотношение, из которого определяется диапазон углов поворота оптических элементов, 4 ил.

1408409

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в системах оптической связи, локации и хйзерной технологии.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона регулирования оптического излучения при плавном характере этого регулирования.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид, на фиг. 2 и 3 — характеристики оптического пропускания ре, зонансных угловых избирательных систем в зависимости от угла падения оп, тического излучения А на гипотенуз- 15 ные грани призм, на фиг.4 — регули, ровочная характеристика оптического

1 аттенюатора.

Оптический аттенюатор содержит два идентичных оптических элемента, 2р установленных последовательно по хо, ду оптического излучения 1. Каждый из элементов выполнен в виде двух прямоугольных трехгранных призм 2, 3

4,5 первого и второго элементов со,25 ответственно. Призмы 2;3 и 4,5 сов-! мещены гипотенузными гранями с воз-! душными зазорами 6 и 7 между ними ( соответственно. При этом входная 8 и выходная 9 грани первого оптического элемента и входная 10 и выходная 11 грани второго оптического элемента перпендикулярны оптической оси аттенюатора, совпадающей с нап35 равлением распространения оптичес-! кого, излучения 1.

Оптические элементы установлены на отдельных стойках 12 и 13 зеркальносимметрично относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси, и могут синхронно поворачиваться вокруг осей 14 и 15 эа счет кинематической связи 16, сохраняя при этом одинаковый по величине и равный по знаку угол относительно направления распространения оптического излучения 1.

Кинематическая связь 16 между стойками 12 и 13 может быть осуществлена, например, с помощью плоской пружины и механизма 17 перемещений двухстороннего действия. Диапазон углов

Ф поворота оптических элементов определяется из соотношения (айвз. i <9 ь

55 где к з — угол между оптической осью аттенюатора и нормалью к гипотенузным граням призм 2 и 4, соответствующий угловому положению резонанса в воздушных зазорах 6 и

7 и равный

4»з, = arccos

1 граням призм 2 и 4, соответствующий угловому положению антирезонанса и равный углу полного внутреннего отражения для материала призм 2-5;

n — - показатель преломления материала призм 2-5;

Я вЂ” длина волны оптического .излучения 1;

<1„ — величина воздушных зазоров 6 и 7 между призмами.

Принцип действия оптического аттенюатора основан на резонансных явлениях в воздушном зазоре между призма- ми оптического элемента.

В исходном положении (фиг.1), когда угол падения оптического излу- чения. на зазоры .6 и 7 равен Ф»з 1, в зазорах 6 и 7 имеет место резонанс и пропускание устройства максимально (фиг.4, точка A). Отражение 18 и 19 оптического излучения 1 в зазорах 6 и 7 близко к нулю. и практически все падающее излучение проходит через оптическую систему аттенюатора (фиг.I, пучок 20).

При синхронном повороте оптических элементов с помощью привода 17 двухстороннего действия через кинематическую связь 16 на разные по. знаку и одинаковые по величине углы (фиг.1, пунктиР), когда угол падения оптического .излучения на зазоры 6 и 7 равен бар, в зазорах

6 и .7 имеет место антирезонанс и пропускание устройства минимально (фиг.4, точка В). Практически все падающее излучение 1 отражается в зазорах 6 и 7 и на выходе аттенюатора выходное излучение 20 близко к нулю.

Ширина. рабочей зоны оптического аттенюатора на регулироночной характеристике (фиг.4) лежит в пределах

1408409 а р g «C " реЗ

О реЭ. < аР

0(рц(arccos

При синхронном повороте оптических элементов в пределах рабочей эоны 5 можно плавно регулировать коэффициент аттенюации в пределах от полного пропускания до полного внутрен, него отражения. При этом динамический

10 диапазон регулирования оптического излучения большой мощности составляет 1О -10 и вышее,.

5 6

Двухэлементная резонансная оптическая система исключает также смещение луча на выходе аттенюатора при синхронном повороте оптических элементов в разные стороны. Отклоненный от первоначального направления в первом оптическом элементе луч воэвра20 щается в исходное положение на выходе второго оптического элемента.

Формула изобретения

Оптический аттенюатор, выполненный в виде двух последовательно установленных оптических элементов, каждый иэ которых состоит иэ двух прямоугольных трехгранных призм, совмещенных 30 гипотенузными гранями с воздушным зазором между ними, а входные и выходные грани элементов перпендикулярны к оптической оси аттенюатора, причем оптические элементы установлены на отдельных стойках плоскости,перпендикулярной оптической оси, и снабжены механизмом их синхронного поворота на одинаковые по величине и противоположные по знаку углы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона регулирования интенсивности оптического излучения при плавном характере этого регулирования, диапазон углов поворота оптических элементов определяется иэ соотношения где Фр r †.угол между оптической осью аттенюатора и нормалью к гипотенузным граням призм, соответствующий угловому положению резонанса в воздушных зазорах между этими гранями

t и равный угол между оптической осью аттенюатора и нормалью к гипотенуэным гра" ням призм, соответствующий угловому положению антиреэонанса и равный углу полного внутреннего отражения для материала призм, показатель преломления материала призм, длина волны оптического излучения, величина воздушного зазора между призмами.

1408409

Hypf б фри f

Фф р Дуг 4

Составитель В,Кравченко

Техред Л.Сердюкова

Редактор П,Гереши

Корректор И,Муска

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3309/50

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