Способ изменения фокусного расстояния оптической системы

 

Col03 Сееатския

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ а>873198 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25Р 180 (21) 2876746/18-25 (51) М. Кл.

G 02 .F 1/29 с присоединением заявки Но

Государственнмй комнтет

СССР

Ilo делам нзобретеннй н открмтнй (23) ПриоритетОпубликовано 1510.81 бюллетень ЬИ 38 (5З) УАК535.8

-(088.8) Дата опубликования описания 15.10.81 (72) Авторы изобретения

Я .Я. Берзинь, A,П. Кривич, A. П. и К.К. Сталерайтис

Рижский ордена Трудового Красног Знамени; политехнический инститУТ(71).Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ

ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к оптике, в частности к способам изменения фокусного расстояния оптических систем.

Известен способ изменения фокусного расстояния оптических систем, 5 в котором градиент показателя преломления создается внешним магнит- ным полем, путем изменения напряженности магнитного поля $13 .

К его недостаткам можно отнести необходимость создания магнитных полей сложной конфигурации и больших напряженностей магнитного поля, что приводит к усложнению конструкции электромагнита, источника питания и ох- 15 лаждающих устройств, а также имеет большие потери интенсивности луча при его управлении. Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату является способ изменения фокусного расстояния оптической системы путем наложения на полупроводниковую пластинку продольного электрического пою °

К его недостаткам можно отнести низкую точность фокусировки.

Цель изобретения - повышение точности фокусировки. ЗО

Поставленная цель достигается тем, что в способе изменения фокусного расстояния оптичесхой системы путем наложения на полуироводниковую пластинку продольного электрического поля, полупроводниковую пластинку помещают в поперечное неоднородное магнитное поле с поперечным градиентом . силовых линий перпендикулярно его силовым линиям, причем световой луч направляют перпендикулярно направлению градиента силовых линий магнитного поля.

На фиг. 1 изображена электрооптическая система, реапизующая способ; на фиг. 2 — изменение градиента магнитного поля по оси V и распределение концентрации носителей тока по сечению OV в градиентом магнитном поле; на фиг. 3 — зависимость фокусного рас стояния системы от величины электрического поля.

Оптическая система (фиг. 1) состоит из плоскопараллельной пластины 1, выполненной из полупроводникового материала, например Ъз, с двумя оммическими контактами 2, расположенными по периметру, помещенной в магнитное поле магнита 3..

873198

Сущность данного метода заключается в следующем.

Полупроводниковую пластинку 1 с собственной проводимостью помещают в градиентное магнитное поле постоянного магнита с поперечным градиентом силовых магнитных линий и постоянное электрическое перпендикулярное магнитному. Тогда при одном направлении электрического поля в кристалле под действием силы Лоренца возникает поток носителей заряда по направлению совгадающий с направлением силы Лоренца, а при изменении направления электрического поля на противополож» ное, сила Лоренца меняет свой знак на противоположный и соответственно меняется направление движения потока носителей заряда. Вследствие зависимости силы Лоренца от координаты Y (кривая 3 фиг., 2) и, наличия на гранях кристалла скорости поверхност- 20 ной рекомбинации, в первом случае проводимость полупроводниковой пластины увеличится (кривая 1 фиг. 2) режим обогащения, а во втором — уменьшится (кривая 2 фиг . 2) режим обедне- 25 ния.

В результате перераспределения электронно-дырочных пар по толщине кристалла возникает градиент их концентраций, направленный к центру кристалла при его обогащении или к боковым поверхностям при истощении.

Изменение концентрации свободных носителей заряда влечет за собой изменение показателя преломления, т.е. к возникновению градиента показателя преломления противоположно направленного по сравнению с градиентом концентрации свободных носителей заряда.

При пропускании слабопоглощаемо- 40

ro электромагнитного излучения, т.е. такого излучения, энергия кванта которого меньше ширины запрещенной зоны полупроводника, в направлении OY лучи отклоняются в направлении рос- 45 та градиента показателя преломления и, таким образом, фокусируются (при истощении) или рассеиваются (при обогащении) .

Способ реализуется следующим образом.

Пластина 1 выполнена из чистого германия.

Размеры кристалла: Eq = 12 мм;

8y = 8 мм, 0 = 4 мм. Равновесная концентрация электронов и дырок п.

3 10 см

Температура окружающей среды Т

ЗОО..К. Напряженность накладываемоо го электрического поля меняется от

0 до Е = 100 В/см. Источник света

С01-лазер (h = 10,6 мкм) мощностью

1 Вт и приемник излучения "Свод" (Ge + Au).

Максимальная и минимальная напряженности магнитных полей 1000 и 200 Э соответственно и градиент его ди

dy

1000 Э/см.

Зависимость фокусного расстояния системы от величины электрического поля представлена на фиг. 3. Отклонение светового луча лазера от первоначального направления составляет не более 5 мм.

Таким образом, видно, что предлагаемая система позволяет повьвсить точность фокусировки электромагнитного излучения вследствие уменьшения отклонения луча от оптической оси.

Формула изобретения

Способ изменения фокусного расстояния оптической системы путем наложения на полупроводниковую пластинку продольного электрического поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, полупроводниковую пластинку помещают в поперечное неоднородное магнитное поле с поперечным градиентом си ловых линий перпендикулярно его силовым линиям, причем световой луч направляют перпендикулярно направлению градиента силовых линий магнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 519671, G 02 F 1/29, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2724885/18-25, G 02 F 1/29, 1979.