Оптический дефлектор
Изобретение относится к оптике, в частности к оптическим дифлекторам, и может быть использовано в квантовой электронике, лазерной локации, оптических линиях связи, системах обзора, поиска и слежения. Целью изобретения является увеличение аамплитуды угла отклонения, расширение диапазона рабочих частот за счет расположения четырех биморфных пьезоэлектрических пластин 4, 5 в параллельных плоскостях, одна над другой. На нижней стороне подложки 3, выполненной из немагнитного материала, установлен электромагнит 9, состоящий из определенного числа кольцевых секций, управляемых раздельно. На неподвижной пластине 10, жестко связанной с основанием 1, установлена обойма с кольцевыми балластными постоянными магнитами различного диаметра, поочередно притягиваемыми электромагнитом к подложке и служащими для перестройки резонансной частоты дефлектора за счет изменения массы и момента инерции подвижной части и обеспечения при этом большой амплитуды угла отклонения. В центре зеркала выполнено круглое отверстие, в котором располагается узел подвеса зеркала, включающий две пары соосных шарикоподшипников 13, установленных в одном корпусе 14 таким образом, что центр масс подвижной части совпадает с центром ее вращения, а центр вращения находится в отражательной плоскости зеркала. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 В 26/08
I !
И11:-. Г,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧМРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400266/24-10 (22) 30.03.88 (46) 15.03,90. Бюл. 11 - 10 (7?) IO.Ê.Ðåáðèí, А.К.Михайлик, В.И.Сидоров, Ю.А.Хабалевский и И.Д.Черный (53) 535.8(088.8) (56) Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. N.: Советское рацио, 1977, с.,314, рис. 8.42. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДЕФПЕКТОР (57) Изобретение относится к оптике, в частности к оптическим дефлекторам, и может быть использовано в квантовой электронике, лазерной локации, оптических линиях связи, системах обзора, поиска и слежения. Целью изобретения является увеличение амплитуды угла отклонения, расширение диапазона рабочих частот за счет расположения четырех биморфных пьезоэлектрических пласf тин 4, 5 в параллельных плбскостях, одна над другой. На нижней стороне подложки 3, выполненной из немагнитИзобретение относится к оптике, в частности к оптическим дефлекторам, и может быть использовано в квантовой электронике, лазерной локации, оптических линиях связи, системах обзора, поиска и слежения, радионавигации.
Цель изобретения — увеличение амплитуды угла отклонения и расширение диапазона рабочих частот.
На фиг,1 схематично изображен предлагаемый оптический дефлектор, вертикальный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — амплитуд-, „„SU„„1550458 А 1
2 ного материала, установлен электромагнит 9, состоящий из определенного числа кольцевых секций, управляемых раздельно. На неподвижной пластине
10, жестко связанной с основанием 1 ° установлена. обойма с кольцевыми балластными постоянными магнитами различного диаметра, поочередно притягиваемыми электромагнитом к подложке и служащими для перестройки резонансной частоты дефлектора за счет изменения массы и момента инерции подвижной части и обеспечения при этом большой амплитуды угла отклонения, В центре зеркала выполнено круглое отверстие, в котором располагается узел подвеса зеркала, включающий две пары соосньгх шарикоподшипников 13, установленных в одном корпусе 14 таким образом, что центр масс подвижной части совпадает с центром ее вращения, а центр вращения находится в от ..1 ражательной плоскости зеркала. 3 ил.
Ю но-частотные характеристики (АЧХ) оптического дефлектора, графики зависимости амплитуды угла отклонения bd. в относительных единицах от частоты развертки f 1 — АЧХ оптического дефлектора в исходном положении;
2,3,..., — АЧХ дефлектора, достигну- р тые при перестройке собственной резонансной частоты; 4 — результирующая
АЧХ оптического дефлектора.
Оптический дефлектор содержит основание 1, зеркало 2 с подложкой 3, две пары биморфньгх пьезоэлектрических пластин 4 и 5 с электродами 6 управле1550458 ния металлические тяги 7 с зажимами
8, Биморфные пластины расположены в параллельных плоскостях, одна над другой, одним краем каждая биморфная пластина закреплена консолью к
5 основанию 1, а вторым — к удаленному краю зеркала 2» На нижней стороне подложки 3, выполненной из немагнит— ного материала, установлен электромагнит 9, состоящий из определенного числа кольцевых секций. Неподвижная пластина 10, жестко связанная с основанием 1, представляет собой обойму с кольцевыми балластными постоянными магнитами 11 различного диаметра. В центре. зеркала выполнено отверстие, в котором располагается узел 12 подвеса зеркала, включающий две пары соосных шарикоподшипников 13, установ- 20 ленных в одном корпусе 14 таким образом, что центр масс подвижного уз1 ла совпадает с центром его вращения, а центр вращения находится в отражательной плоскости зеркала. 25
Оптический дефлектор работает следующим образом, Сигналы, задающие требуемое по ложение зеркала 2, поступают на электроды биморфных пьезоэлектрических З0 пластин 4 и 5. Под действием обратного пьезоэлектрического эффекта в кажIDoé из двух пар биморфных пластин одНа пластина изгибается вверх, а вто- рая - вниз.. Линейные перемещения сво" бодных краев биморфных пластин посред35 твом жестких метал;:..ческих тяг 7 преобразуются в угловые отклоненияВеркала 2. Предлагаемый оптический ,рефлектор работает как в статическом, gg так и в динамическом режимах.
В предлагаемом оптическом дефлек« торе предусмотрена также возможность перестройки резонансной частоты по сигналам внешнего датчика. В режиме 45 без перестройки резонансной частоты большая амплитуда угла отклонения оп1
Гического пучка, наблюдается в узком
Диапазоне рабочих частот, вблизи соб-
Ственной резонансной частоты колебани 0
:1 дефлектора (кривая l на рис,3), Определяемой в основном жесткостью (коэффициентом Гука) биморфных плас° ин, массой и моментом инерции зер55 кала с подложкой. Другими словами на частоте строчной разверстки К со"
6Т Э ответствующей резонансной частоте колебаний f „, амплитуда угла отклонения ad в О раз больше амплитуды отклонения дс(, достигаемой на нерезонансных частотах, g= М /nd где м«кс з
Я вЂ” коэффициент динамичности, Я
l 20 и более. Дпя переключения оптического дефлектора на другую частоту f несколько меньшую, чем
f« и сохранения при этом большой амплитуды угла отклонения по сигналам от внешнего датчика, включается одна из секций электромагнита 9, которая притягивает соответствующие балластные выполненные> например„из стали кольцевые магниты 11 к подложке 3, тем самым увеличивая массу и момент инер-.
1 ии подвижного узла и уменьшая ее резонансную частоту до f 0, 2 на фиг.3), Амплитуда угла отклонения при этом остается большой do(, макс с(„„„„с H т»@. С целью упрощения конструкции дефлектор может содержать вместо кольцевых постоянных магнитов стальные балластные кольца различного диаметра. Формула и э о б р е т е н и я Оптический дефлектор, содержащий зеркало с подложкой, установленное на основании и соединенное с помощью тяг с двумя парами биморфных пьезоэлек" трических пластин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения амплитуды угла отклонения и расшире= ния диапазона рабочих частот, биморфные пластины размещены по одной в параллельных плоскостях, одним краем каждая биморфная пластина закреплена консолью к основанию, а другим с помощью тяг - к противоположному краю зеркала, причем на тыльной стороне немагнитной подложки закреплены,концентрические обмотки электромагнитов, а на неподвижной пластине напротив каждой обмотки размещены кольцевые балластные постоянные магниты, зеркало установлено.на основании с помощью двух пар соосных подшипников, размещенных в отверстии зеркала так, что центр масс подвижной части совпа" дает с центром ее вращения, а центр вращения совмещен с отражательной плоскостью зеркала. 1550458 Составитель М.Никитин Редактор Ю.Середа Техред Л.0лийнык Корректор В,Кабаций Заказ 271 Тираж 455 Подисное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Произнодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
