Оптическая система

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в установках для монохроматического облучения объектов на разных дальностях и в устройствах с использованием белого света для спектрального облучения. Целью изобретения является повышение степени рассеяния лучистого потока и обеспечение оптимальной плотности облучения разноудаленных объектов. Оптическая система содержит источник 1 излучения и пластину 2, выполненную в виде набора ячеек с зонами из оптического материала разных показателей преломления. В радиальном направлении от центра пластины 2 зоны размещены в возрастающе-убывающей последовательности по значениям показателей преломления, при этом каждая ячейка содержит более двух зон. Поток лучистой энергии от направленного источника 1 проходит через пластину 2 и преобразуется в конусные кольцевого сечения потоки. Предложены некоторые усовершенствования системы для повышения степени рассеяния излучения в регулируемом угле на выходе из пластины. 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СС ВЕТСНИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„561056 А 1 щ) Г 02 В 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 чения разноудаленных объектов. Оптическая система содержит источник 1 излучения и пластину 2, выполненную в виде набора ячеек с зонами из оптического материала разных показателей преломления. В рациальном направлении от центра пластины 2 зонь1 размещены в возрастающе-убывающей последовательности по значениям показателей преломления, лри этом каждая ячейка содержит более двух зон. Поток лучистой энергии от направленного источника 1 прохгдит через пластину 2 и преобразуется в конусные кольцевого сечения потоки, Предложены некоторые усовершенствования системы для повышения степени рассения излучения в регулируемом угле на выходе из пластины. 3 э,п. A-лы, 8 ил.

1 (21) 4318479/24-10 (22) 20 ° 10.87 (46) 30.04,90, Вюл. N - 16 (72) Л, К, Саттаров, И.А. Коробченко и A.À. Светлов (53) 535,36 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 693749, кл. F 2 1 V 7/00, 1977, (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕИА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в установках для монохроматического облучения объектов на разных дальностях и в устройствах с использованием белого света для спектрального облучения. Целью изобретения является повышение степени рассеяния лучистого потока и обеспечение оптимальной IIJIotHccTH облуОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1561056

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частностп к оптическим приборам с использованием оптических волноводов„ и может

5 быть использовано в установках для монохроматического облучения, например, лазером одних и тех же объектов на разных дальностях, Е3 устройствах с использованием белого света для спектрального облучения.

Цель изобретения - повышение степени рассеяния лучистого потока и обеспечение оптимальной плотности облучения разноудаленных объектов пу- 15 тем плавного изменения угла рассеяния лучистого потока.

На фиг.1 изображена оптическая система, общий вид на фиг.2 — пласt тина; на фиг.3 — ход лучей в пластине ; на фиг.4 — пластина, вариант; на фиг.5 — две последогательно установленные пластины на фиг.6 - то же, с наклоном второй пластины; на фиг.7 — схема изменения угла рассея1 ния лучистого потока на фиг.8 структура светового потока на выходе из системы, вариант.

Оптическая система содержит источник 1 направленного излучения и пластину 2 (фиг.1), выполненную в виде ячеек 3 (фиг.2) с зонами 4-5-6-7 ( из оптического материала с разными показателями преломления, например п,сп п сп . В радиальном направлег нии от центра 8 пластины (фиг.2) эоны размещены в возрастающе-убывающей последовательности, например 4-5-6-54-5-6-5-4 и т.д. (фиг.3). В каждой ячейке содержится более двух зон, которые могут иметь любую форму, но должны быть замкнуты (фиг,4). На фиг.5 пластина 2 состоит из двух последовательно установленных пластин: пластины 9, осуществляющей предварительное преобразование апертур, и пластины 10 для дисперсного рассеяния. Пластина 10 может быть размещена с наклоном к пластине 9 (фиг.6) и снабжена приводом 11 для вращения вокруг оси 12, перпендикулярной поверхности 13 пластины 9. На фиг.7 система снабжена приводом для разворота оптической оси 14 источника 1 излучения и входной поверхности

13, например, вокруг центра 8 пластины 2.

Оптическое устройство работает сле-. дующим образом.

Пучок лучей от источника 1 (фиг. 1), падающий на входную поверхность 13 пластины 2, одновременно попадает.на группу ячеек 3 (фиг.2) и на различные зоны 4,5,6 и 7. Допустим, что в каждой ячейке имеется по три эоны

4,5 и 6, выполненные из оптического материала с показателями преломления соответственно и<< просп. Лучистьп» поток, входя в различные эоны, распространяется через пластину 2 за счет многократных преломлений и френелевских отражений на границах зон

4-5, 5-6, 6-4, причем в процессе распространения лучи постоянно меняют свой азимут относительно оси ячеек,. что приводит к тому, что лучи подходят к выходной поверхности пластины с различными азимутами и в итоге выходят в виде расходящихся конусов кольцевого сечения. Ширина колец изменяется в зависимости от угла расходимости пучка лучей от источника и диаметра пластины (сечения пучка на входном торце). Однако, падая на поверхность 13 входного торца пластины 2 под одним и тем же углом (см.фиг.3), они на выходе будут иметь различные углы наклона в зависимости от равенства или степени различия показателя преломления середы, на входной торец которой они упали, и среды, из выходного торца которой они вышли. При равенстве этих показателей преломления углы наклона на входе и на выходе равны, в случае различия показателей преломления указанные углы не равны. Поскольку лучи выходят из сред с разными зависимостями показателя преломления от длины волны (разной дисперсией), то углы наклона лучей на выходе также зависят от длины волны и часть светящихся колец оказывается окрашенными. На фиг.3 схематически показано прохождение лучей через пластину 2 при входе их в различные зоны

4„5 и 6.

В случае применечия в оптической системе пластины 2, выполненной в виде двух пластин 9 и 10 (фиг,5), пучок лучей, падающих на входную поверхность 13 под одним углом, выходит из первой пластины 9 в виде потока лучей разных апертур. На входную поверхность второй пластины

10 падает теперь поток лучей под разными углами, а эа счет рассеиваю35

5 15610 щего действия пластины 10 из него вы" ходит поток лучей с еще большей дисперсией по апертурам. В сечении выходного пучка увеличивается .число колец при сокращении расстояния между

5 ними.

Если вторая пластина 10 (фиг.6) будет наклонена к первой пластине 9 и приведена во вращение от привода 11,10 то угол встречи лучей с пластиной 10 будет беспрерывно меняться и, следовательно, будут изменяться направления выхода лучей из пластины 10, а в итоге повысится равномерность освещенности поверхности, помещенной в сечение пучка, цветные кольца исчезнут, освещаемое поле будет белым, При взаимном развороте входной поверхности 13 пластины 2 (фиг,7) и 20 оптической оси 14 источника света изменяется угол падения лучей на пластину 2: при большем угле встречи лучей с пластиной угол Ы рассеяния лучей будет больше, а уменьшение угла встречи ведет к уменьшению и угла

К, рассеяния лучей. Поэтому для оптимального распределения плотности энергии на удаленном объекте и при приближении этого объекта к оптической системе несбходимо увеличивать угол встречи излучения с пластиной

2, например, разворачивая источник 1 излучения вокруг центра 8 пластины.. Пример распределения,излучения источника белого света в плоскости, параллельной пластине 2 по фиг. 1,2 и 3 (в ячейках с тремя зонами), показан на фиг.8, где буквой Ф обозначен фиолетовый край кольца, буквой К вЂ” красный край кольца, буквой 5 — кольцо белого цвета. В оптической системе по

56

6 фиг.5 число колец воэросло более, чем в 2 раза, а в оптической системе по фиг,6 все освещаемое поле было белым.

Формула и э о б р е т е и и я

1. Оптическая система, содержащая источник направленного излучения и узел рассеяния лучистого потока, выполненный в виде волоконно-оптической пластины из набора ячеек с зонами из оптического материала разных показателей преломления, о т л ичающая с я тем, что, с целью повышения степени рассеяния лучистого потока, каждая чейка содержит более двух соразмерных световедущих зон из материалов с дискретно убывающими или дискретно возрастающими показателями преломления.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что узел рассеяния направленного лучистого потока выполнен в виде двух последовательно установленных пластин, 3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вторая пластина размещена с наклоном к первой и снабжена приводом вращения вокруг оси, перпендикулярной к выходной поверхности последней.

4. Система по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения оптимальной плотности облучения разноудаленных объектов путем плавного изменения угла рассеяния лучистого потока, она выполнена с возможностью относительного разворота оптической оси источника направленного излучения к входной поверхности узла рассеяния лучистого потока.

1561056

1561056

1561056

1561056

Составитель 0. др

Техред Л.Олийнык Корректор Н, Король

Редактор А. Долинич

Заказ 977 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, %-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101