Акустооптическая система отклонения

 

(i 987565

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВРЕ1 Е Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Ф

ri г (6l ) Дополннтельное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 13 07i79 {2!) 2794712/18-25,(53)М. Кл.

GO2 F 1/33 с прпсоеднненнеи заявки М (23) Приоритет

9мударственвФ кеивтат

СССР ао илам вмбретевяв и аткрцтвв

Опублпковано 07.01.83. Бюллетень № 1 (53) УДК 535.511 (088.8) Дата опублпковвния оппсання 09.01.83 «»

Ю. Н. Тищенко н А. В. Трубецка4

/

t ° .. /

Институт автоматики и електрометрни б ыого отделе

АН СССР

lk (72) Автори нэобретення (7I ) Заявитель (54) АКУСТООПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОТКЛОНЕНИЯ

Изобретение относится к темнике отклонения светового луча н может быть использовано в различный оптических вос-. производящим И сканирующим устройствах с повышенной разрешающей способностью.

Известна система отклонения светового луча, содержащая анизотропную ультра звуковую (УЗ) дифракционную ячейку с поворотом поляризации дифрагнрованного света. В атой системе расширение полоI <о сы частот дифракции Брвгга достигается за счет свойств аннзотропной днфракции, поетому отпадает необходимость применения жезопреобразователя в виде феиированной ступенчатой решетки (1 ).

Недостатком этой системы является ограниченная разрешающая способность, не превышаюцвя величины И ь Ь |, где, - время пробега УЗ вь|ппьц д)»го диапазон рабочих частот.

Наиболее близкой по технической сущ, ности к изобретению -является система . отклонения светового луча, содержащая последовательно установленные ультра-. звуковые дифракционные ячейки и выооко частотный генератор, соединенный с ячейками. Разр шаюп(ая способность такой системы увеличена по сравнению с раьрешающей способностью систем с одной ячейкой в число раз, равное числу после довательно установленных ячеек 1 2 .

Недостатками известной системы ssляются сложность устройства и его низкая эффективность по cse y.

Бель изобретения - увеличение аффективности системы отклонения по свету и упрощение системы.

Поставленная пель достигается т м, что в акустооптическую систему, содержащую посиедовательно установленные

УЗ дифракционные ячейки и высокочаототный генератор, соединенный с ячейками, дополнительно введены расщепители света по поляризации, расположенные между ячейками, и коммутатор, соединяю3 087565 щий высокочастотный генератор с ячейками, причем в качестве ячеек используются анизотропные ультразвуковые ячейки.

Акустооптическая система отклонения светового луча содержит анизотропные

УЗ дифракционные ячейки 1 и 2, подключенные к высокочастотному генератору 3 через коммутатор 4. Между ячейками расположена двулучепреломляющая призма Волластона 5. Если к высокочастотному генератору подключена ячейка 1, то-линейнополяризованный в плоскос ти чертежа световой луч испытывает дн фракцию на ячейке 1 с поворотом плоскости поляризации на 900. Угол дифракции равен с Прйзма Волластона вносит дополнительное угцовое расщепление между двумя ортогональными поляризациями на угол Р, так что угол между неди фрагированным и дифрагироваиным свето выми лучами на выходе призмы становится равным + P или d.- p - в зависимости от ориентации призмы 5. Далее световые лучи проходят ячейку 2, которая

В общем случае система отклонения

20 может содержать М последовательно установленных анизотронных дифракпионных ячеек и М-1 двулучепреломляющих призм, расположенных между. ячейками.

В процессе сканирования коммутатор подключает к высокочастотному генератору поочередно каждую из ячеек. Разрешающая способность системы g =М х х может быть весьма высокой для достаточно большого М. Ячейки и двулучецреломляющие призмы целесообразно располагать как можно ближе друг к дру гу. Размер световой апертуры ячеек и двулучепреломляющих призм должен обес печить прохождение недифрагированного и дифрагированного лучей. Последняя ячейка в системе отклонения не обязательно должна быть анизотропной ультразвуковой дифракционной ячейкой. Может быть использована обычная ячейка без

° поворота поляризации дифрагированного свет&

В изобретении увеличение оптической эффективности по свету достигается за счет того, что s каждый момент времени включена только одна ячейка и свет испы . тывает дифракцию только один раз.

Упрощение системы достигается эа счет того, что отпадает необходимость применении многоэлементных пьеэопреобраэователей в виде фазированной ступенчатой решетки для поворота фронта акустической волны в ячейках.

Акустооптическая система отклонении позволяет увеличить аффективность по свету за счет исключения многократной дифракции света и упростить систему за счет упрощения конструкции ультразвуковых дифракционных ячеек, не требующих поворота фронта акустической волны. в данный момент не включена и ие из30 меняет угол между недифрагированвм и дифрагнрованным лучами. Если к высокс частотному генератору подключена ячейка 2, то угол между дифрагированиым и недифрагированным лучами также равен о(.. При этом на выходе системы луч 6, дифрагированный в ячейке 2, смещен по углу относительно луча 7, дифрагирован- . ного в ячейке 1, на угол, равный угловому расщеплению Р двулучепреломляющей призмы. Оптическая система, состоНа чертеже представлена схема предлагаемого устройства. l кппая, например, из сферической ликзы 8, фокусирует лучи в фокальной плоскости Р и преобразует угловое смещение лучей в пространственное смещение в фокаль ной плоскости. При подключении к высокочастотному генератору ячейки 1 происходит сканирование области А в фокальной плоскости, а при подключении ячейки 2 сканируетс;я область В. Такаю образом, общее число разрешимых положений системы отклонения равно сумме числа разрешимых положений, обеспечиваемых ячейками 1 и 2 по отдельности.

Расстояние между областями сканирования Л и В определяется углом Р раощепления прюмы Волластонв. Для обеспечения непрерывности сканирования целесообразно выбирать угол расщепления

Pi призмы, равным углу сканирования

Ьс - дифракционных ячеек р--дЫ= ЛьХ(Ч, где P — длина волны света; Д вЂ” диапазон изменения управляющей частоты;

V - скорость звука в ячейке.

Угол Брэгга для ячеек 1 и 2 настраивается относительно недифрагированного луча, положение которого стабильно в процессе работы системы отклонения.

В результате этого отпадает необходимость в повороте фронта акустической волны в ячейках для подстройки угла

Брэгга в процессе работы системы отклонения.

5 987565 6

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ячейками, причем в качестве ячеек использованы аниэотропные ультразвуковые

Ак стооптическая система отклонения ячейки.

У светового луча, содержащая последовательно установленные ультразвуковые 5 дифраклионные ячейки и высокочастотный генератор, отличающаяся тем, что, с пелью увеличения еффектнвностн системы отклонения по свету и упрощения ее, в нее дополнительно введены распни-1о тели света по поляриэапии, расположенные между ячейками, и коммутатор, соединякяпий высокочастотный генератор с

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе .

1. Мустель Е. P., Парыгин В. Н.

Методы модуляпии и сканирования света.

М., Наука, 1970, с, 223.

2. Watson W, Acller R. Саэса4 пц

Wideband Acoustooptic Deflector

lEEE, Conf. Laser, Engnr. and Appf.

Washington, 1969, р. 47 (прототип) Составитель В. Масленников

Редактор О. Бугнр Техред А. Бабинеп Корректор М. Коста

Заказ 10299/34 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушсжая наб., a. 4/5

Филиал ППП «Патент»; r. Ужгород, ул. Проектная, 4