Г i всесоюзная i 'fv;v,-ff;- ;^,-ry.,-'-:r-r:--;,^f

 

38ll79

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

k (уВ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 04п 3/02

Заявлено 21.IV.1969 (№ 1324960f26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Х.1973. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 20Л П.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Спеете Министров

УДК 621.397 331.2(088 8) Автор изобретения

Б. И. Стрелков

Заявитель

БЕЗВАКУУМНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оптико-электронике.

Известно безвакуумное оптическое развертывающее устройство, содержащее последовательно располо>кенные на оптической оси три взаимно скрещенных линейных поляризатора, между которыми размещены кристаллические фазовые пластины с управляемым набегом фазы.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности устройства. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве в качестве кристаллических фазовых пластин используются плоскопараллельные прямоугольные фотоупругие пластины с укрепленными на их противоположных концах возбудителями и поглотителями коротких импульсов плоских ультразвуковых волн. Пластины ориентированы таким образом, чтобы возбу>кдаемые в них упругие волны распространялись во взаимно перпендикулярных направлениях под углом

45 к осям поляризаторов — при продольных волнах или параллельно осям поляризаторов — при поперечных волнах.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Между тремя одинаковыми линейными поляризаторами 1 — 8, установленными один за другим вдоль оси устройства, расположены две одинаковые прямоугольные плоскопараллельные фотоупругие пластины 4 и 5.

Поляризаторы и пластины должны быть как можно ближе друг к другу для укорочения оптического отверстия, создаваемого ими в процессе работы.

Плоскости пропускания (оси) крайних поляризаторов взаимно параллельны и установлены перпендикулярно оси среднего поляри10 затора.

На каждой из пластин 4 и 5 укреплен с одной стороны пьезоэлектрический возбудитель б с металлическими электродами 7 и 8, а с противоположной — поглотитель 9. Кроме того, в устройство входит генератор пар коротких видео- или радиоимпульсов с циклически изменяющейся относительной задержкой между импульсами каждой пары (на чертеже не показан). Один из импульсов каждой

20 пары подается на электроды 7 и 8 пластины

4, а другой — на электроды 7 и 8 пластины 5.

Этот генератор вырабатывает строчные импульсы.

Продольные оси пластин 4 и 5, перпендику25 лярные граням, на которых укреплены возбудитель б и поглотитель 9, должны быть установлены взаимно перпендикулярно. B случае возбуждения в пластинах продольнь|х упругих волн их продольные оси должны состав30 лять угол 45 с осями поляризаторов 1 — 8, а

381179

Ы= —, V

65 при поперечных упругих волнах — углы О и

90 соответственно.

При отсутствии в пластинах механических напряжений предлагаемое устройство практически полностью задерживает параллельный пучок света, падающий на него со стороны поляризатора 1 или 8 перпендикулярно плоскости этого поляризатора, поскольку поляризаторы 1 и 2, а также 2 и 8 взаимно скрещены.

При подаче от генератора строчной развертки на электроды 7 и 8 пластин 4 и 5 короткого видео- или радиоимпульса в этих пластинах возбуждается короткая плоская волна упругих механических колебаний, которая распространяется со скоростью звука вдоль пластины от возбудителя 6 к поглотителю 9, где она затухает без отраяений. Под действием механических напряяений, связанных с распространяющейся упругой волной, в пластинах 4 и 5 возникает пьезооптический (фотоупругий) эффект, который проявляется в том, что в области механического напряжения пластина становится оптически анизотропной, причем величина двойного преломления лучей пропорциональна амплитуде напряжения, направление оси двупреломления совпадает с направлением этого напряжения. Поэтому при возбуждении в пластинах импульса упругих колебаний, например, продольных, в каждой из них образуется узкая плоская двупреломляющая полоска, бегущая со скоростью звука от возбудителя б к поглотителю 9, причем величина двупреломления в пределах этой полоски распределена в соответствии с распределением механического напряжения в бегущем акустическом импульсе, т. е. в соответствии с формой этого импульса, а оптическая ось двупреломления внутри этой полоски совпадает с направлением ее движения, т. е. с продольными осями пластин 4 и 5, которые, как было указано выше, взаимно перпендикулярны и установлены под углом 45 к осям поляризатора 1 — 8. В случае использования упругих поперечных колебаний оси двупреломления в пластинах 4 и 5 составляют угол

45 с направлением распространения волны, и поэтому взаимно перпендикулярные продольные оси пластин должны быть параллельны осям поляризаторов.

Таким образом, при подаче на электроды 7 и 8 пластин 4 и 5 короткого электрического импульса между поляризаторами 1 и 2, а также между поляризаторами 2 и 8 появляются две взаимно перпендикулярные плоские двупреломляющие полоски с осями двупреломления, расположенными под углом 45 к осям поляризаторов, бегущие во взаимно перпендикулярных направлениях.

Как известно, установленная между скрещенными поляризаторами полуволновая фазовая пластинка, ось которой составляет с осями поляризаторов угол 45, поворачивает плоскость поляризации проходящего через нее света на 90 и тем самым обеспечивает

35 максимальное пропускание света скрещенными поляризаторами.

Поэтому, если толщина пластин 4 и 5 и величина двупреломления, создаваемого в них бегущим импульсом механического напряжения, таковы, что разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами света, проходящими через двупреломляющую область пластинки, равна или кратна нечетное число раз половине длины волны света, то в этой области каядая из пластин эквивалентна полуволновой фазовой пластинке, обеспечивая тем самым максимальное пропускание скрещенными парами поляризаторов 1, 2 и 2, 8 света с данной длиной волны.

Бегущее оптическое отверстие в предлагаемом устройстве получается в точке видимого пересечения бегущих в пластинах 4 и 5 плоских взаимно перпендикулярных полосок прозрачности, играющих роль оптических щелей, так как через поляризаторы 2 и 8 свет проходит только в той части полоски прозрачности пластины 5, которая пересекается с перпендикулярным ей плоским пучком света, прошедшим через полоску прозрачности пластины 4.

При каждом импульсном возбуждении пластин 4 и 5 это бегущее оптическое отверстие совершает развертку одной строки развертываемого изображения, которое проецируется на предлагаемое устройство объективом в виде параллельного пучка света. Для перехода от одной строки к другой моменты возбуждения пластины 5 должны смещаться относительно моментов возбуждения пластины 4 на время где h — расстояние между строками развертки;

v — скорость распространения звука в пластинах.

В соответствии с этим генератор строчных импульсов должен вырабатывать пары импульсов с циклически изменяющейся от кадра к кадру относительной задержкой между импульсами на М при каждом переходе от одной строки к другой.

Длительность ультразвуковых импульсов, излучаемых пьезоэлектрическими преобразователями в пластинах 4 и 5, определяется требуемой разрешающей способностью развертки, т. е. необходимым диаметром бегущего оптического отверстия.

Бегущее оптическое отверстие диаметром о получается при длительности импульса механического напряжения в пластинах 4 и 5 и

Предмет изобретения

Безвакуумное оптическое развертывающее устройство, содержащее три последовательно

381179

Составитель А. Горбачев

Техред Т. Миронова

Редактор Н. Синицына

Корректор Т. Гревцова

Заказ 2031 15 Изд. № 514 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 расположенных на оптической оси взаимно скрещенных линейных поляризаторов, между которыми размещены кристаллические фазовые пластины с управляемым набегом фазы, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в качестве кристаллических фазовых пластин используются плоскопараллельные прямоугольные фотоупругие пластины с укрепленными на их противоположных концах возбудителями и поглотителями коротких импульсов плоских ультразвуковых волн, при этом пластины ориентированы таким образом, чтобы возбужда5 емые в них упругие волны распространялись во взаимно перпендикулярных направлениях под углом 45 к осям поляризаторов — при продольных волнах или параллельно осям поляризаторов — при поперечных волнах.