Устройство для отклонения луча

 

Изобретение относится к устройствам управления оптическим излучением и может быть использовано в сис темах оптической обрдботки информации . Цель - увеличение разрешения устройства, расширение диапазона длин волн отклоняемого луча. Устройство для отклонения -луча выполнено в виде сэндвича, содержащего подложку из сплава с эффектом памяти формы, на которую с одной стороны нанесена отражательная дифракционная решетка из упругодеформируемого материала -с напыпенным отражающим покрытием, а с другой - светопоглощающее покрытие. Устройство имеет высокое разрешение, простую конструкцию, низкую стой- / мость, расширенный диапазон длин волн отклоняемого луча. 2 ил. / i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.,Я0„„1409032

А1 (51) 5 С 02 F 1/29

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

4 j. °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 1 5.09.90. Бюл. Р 34 (21) 4083247/31-25 (22) 28.04.86 (71) Московский ин кенерно-физический институт (72) В.А.Антонов, О.К.Белоусов, Ю.A.Áûêîâñêèé, А.И.Ларкин и А.В.Шеляков (53) 535.8 (088.8) (56) Патент США У 4494826, кл. С 02 F 1/29, публ. 22.01.85.

Гущо Ю.П. Фаэовая рельефография.H. Энергия, 1974, с. 137. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ОТКЛОНЕНИЯ ЛУЧА. (57) Изобретение относится к устройФ ствам управления оптическим излучением и может быть использовано в системах оптической обработки информации. цепь — увеличение разрешения устройства, расширение диапазона длин волн отклоняемого пуча. Устройство дпя отклонения -луча выполнено в виде сэндвича, содержащего подложку из сплава с эффектом памяти формы, на которую с одной стороны нанесена отрал ательная дифракционная решетка иэ упругодеформируемого материала с напыпенным отражающим покрытием, а с другой - светопоглощающее покрытие.

Устройство имеет высокое разрешение, простую конструкцию, низкую стон- i мость, расширенный диапазон длин волн отклоняемого луча. 2 ил.

1409032

Изобретение относится к устройствам упранления оптическим излучением и может быть использовано н системах оптической обработки информации.

Пель изобретения — увеличение разрешения устройства, расширение диапаэона длин волн отклоняемого луча.

На фиг.1 и 2 представлено устройстно для отклонения луча. f0

Устройство выполнено в виде сэндвича, который содержит твердую подложку 1 из сплава с эффектом памяти формы (ЭПФ), например сплава на основе ннкелида титана, íà сжатие-1 тяжение н направлении У, компланарном пло .когти подложки, На подложку с одной стороны нанесена отражающая дифракционнан решетка из упругодеформируемого материала 2, например фоторезиста, с зеркальным покрытием 3, например а"- îмпнием, штрихи которой перпецпнкулярны направлению У, а с другой стороны — снетопоглощающее покрь тие 4, например оксидная пленка.

На фиг.2 подложка 1 одним краем закреплена н обойме 5, а другим через упругий держатель б соединена с тензодатчиком 7, который электрически связан с блоком 8 согласования. Последний электрическим прснодником 9 сс едннсн с модулятором 10 снета.

Устройство работает следующим образом. Управляющее оптическое излучение 11, поглощаемое покрытием 4, вызывает структурный фазовый переход

35 мартенситного типа н материале подt ложки 1, приводящий к ее сжатию (ипи растяжению — н зависимости от способа задания памяти) в направлении У (фиг.1}. Вследствие этого деформируется материал 2 дифракционной решетки, и ее период уменьшается (или унеличинае-.ся — н другом случае). Параллельи..й пучок монохроматического ко45 герентного излучения 12, дифрагируя на отражательной дифракционной решетке, меняет угол дифракции н соответствии с изменением периода решетки, причем рабочим является луч, отклониншийся в напранпении первого диф50 ракционного максимума. Таким образом, в зависимости от интенсивности управлянлцего оптического излучения происходит сканиронание дишрагированного луча 13 по углу. Аналогично прототипу

55 осуществляется термостатирон ание устройства. Дополнительная стабилизация углового положения светового луча осуществляется -за счет включения обратной связи между величиной сжатия растяжения подложки и интенсивностью управляющего излучения и реализуется следующим образом. Изменение периода дифракционной решетки, котброе приводит к изменению углового положения отклоняемого светоного луча, сопровождается также перемещением свободного края подложки 1, что через держатель 6 (фиг.?) с помощью тензодатчика 7, например механотрона, и блока

8 с6гласования, например, источника постоянного тока и дифференциальный усилитель нырабатынает управляющий электрический сигнал, посылаемый через проводник 9 на модулятор 10, например жидкокристаллический, и компенсирует изменение периода решетки путем изменения интенсивности управляющего оптического излучения.

Число разрешимых положений отклоняемого светового луча определяется выражением

N =dQ/М„, где Д Ц вЂ” угол сканирования отклоняемого луча; — расходимость снетового пучка на выходе устройства.

Угловое положение луча, отклонившегося в направлении первого дифракциоиного максимума, определяется соотношением д(. пв- sing = A, ! где d — период отражательной дифракционной решетки;

8 — - угол падения монохроматического светового пучка на дифракционную решетку;

Ь вЂ” длина волны излучения падающего светового пучка.

Изменение углового положения отклоняемого луча Д, связанное с изменением периода дифракциоиной решетки

М, вызванного деформацией подложки под действием управляющего излучения, при фиксированном 8 имеет следукиций вид.

ЯМ= — — —— сон

Если расходимость светового пучка на выходе устройства „обусловлена только дифракционными эффектами, то

1,22 л/v, где w — диаметр падающего светового пучка.

Учитывая, что

0d fd v Ид, 1 14090 где 1 — относительно» изменение длины подложки и, соответственно, периода дифракционной решетКИ;

M — число штрихов дифракционной решетки, получаем число разрешимых положений отклоняемого светового луча N в виде:

5 ° М

° 1,22 cosg

П р и и е р конкретной реализации.

Подложку изготовили иэ ленты сплава

TiNi, отражательную решетку — иэ фоторезиста с напыленным на него алюми- 15 ни»м в качестве отражающего покрытия, светопоглощающее.покрытие выполнили нанесением пленки окиси алюминия, окрашенной в черный цвет. Подложку размером 40 х 10 мм получали иэ ленты

TiNi, которую прокатывали на двадцативалковом стане до толщины 50 мкм.

Сбратимую память формы на сжатие растяжение величиной 67 подложке прицавали либо предварительной нап25 равленной пластической деформацией, либо многократным термоциклированием под нагрузкой в интервале температур мартенситного превращения. Дифракционную решетку получали экспонировани- З0 ем фоторезиста ФП-383 интерференционной картиной, создаваемой двумя пучками Не-Cd лазера (Д„ = 0,44 мкм).

При этом период решетки

Л Л„ /2n sing, 35 где и 1,6 — показатель преломления фоторезиста, — угол между интерференцирукицими лазерными пучками. 40

В качестве модулятора 10 использовали электрически управляемый ЖК модулятор света, тензодатчик представ32

4 лял собой механотрон 6ИХ2Б, блок еогласования содержал стандартные источник постоянного тока н диффе1 ициальный усилитель.

В результате испытания устройства показано, что для решеток, соэданньгх методом оптической голографии, и приведенных выше параметров устройст ва величина N достигает 2000.

Разрешение изготавливаемой решетки составляет 104-10 лин/мм при использовании методов рентгеновской литографии и при использовании для получения интерференционной картины двух линий рентгеновского синхротронного излучения с разных сегментов орбиты, отличающегося очень xopomeA когерентностью. Запись на фоторезист голо граммы позволяет реализовать также более сложные дифракционные и фокусирующие элементы формирования изображений.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для отклонения луча, содержащее дифракционную решетку с перестраиваемым периодом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешения устройства, Ъ расширения диапазона длин волн отклоняемого луча, оно выполнено в виде сэндвича, содержащего последовательно установленные перед дифракционной решеткой светопоглощающее покрытие, подложку из сплава с эффектом памяти формы на сжатие — растяжение в направлении, компланарном IUIocKocTH подложки, а дифракционная решетка выполнена из упругодеформируемого материала с отражающим покрытием.

1409032 7аУающий

ФфМ

Уюрйблдющ

МаюуЧЕнив

° Q я роиамммю аум я Z e

Аса.2

Составитель Л.Архонтов

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор Г.Федотов

Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

3акаэ 3323 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Форо &яюц се илгу чсюие

1 2

Фиа1 б г

/УаРающ ий

Ф М

0 ìÔ ô, ayv