Сферическая линза

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Сфеатсиик Социалистических Республик(6) Дополнительное к авт. свид-ву 5) И. Кл. С, 02 В 1/02 Заявлено 0604,77(21) 2475221/18-1исоеаииением заявки пеПриоритет Государственный коми Совета Министров СС по делам изобретени и открытий(45) Дата опубликования описания 080 72) Авторы изобретения Н.Белый, А.Г,Мащенко, Я.Г.Поветьев и А.Г.Хаткев физики рудового Красного Знамени Ин АН Белорусской ССР Ор) Заявитель 54) СФЕРИЧЕСКАЯ ЛИН нтовой косминия,с линз, больх кристал: тся увелин перестройски кци Изобретение относится к ква электронике, оптике, локации, ческой навигации и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо производить управляемое фокусирование электромагнитного излучения.Известны оптические системы с Фокусным расстоянием, управляемым за счет механического перемещения части элементов системы 1).Основными недостатками этих систем являются большая инерционность процесса перестройки, большие габариты, а также использование движущих ся частей, подверженных износу.Известны оптические системы с (рокусным расстоянием, управляемым элек трическим полем, в которых используются вещества, обладающие квадратичным электрооптическим эффектом 21 . Недостатками этих систем являются не возможность использования их в ка"( честве положительных линз и малая эффективность.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является электрооптическая линза 31, содержащая рабочее тело и источник питания. В этой линзе на рабочее тело, выполненное из вещества, обладающеголинейным электрооптическим эффектом,нанесено шесть электродов, с помощьюкоторых в рабочем теле создаетсяраспределение показателя преломлеквадратично спадающее (растущее)расстоянием от оси линзы.Недостатками описанного устройства являются:малая светосила и малый диапазонизменения фокусного расстояния, таккак устройства на основе электрооптического эФФекта дают малые углы от клонения, что связано с ограниченнойэлектропрочностью кристалловмалая апертура, ограниченная размерами кристаллов;сложность изготовленияжшая стоимость используемылов.Целью изобретения являечение светосилы диапазонаки Фокусного расстояния.Это достигается тем, что рабочеетело предлагаемой линзы выполнено вформе цилиндрического стержня нз Фотоупругого изотропного прозрачНогоматериала, снабженного цилнндриче м6241 Формула изобретения Заказ 5180/37Подписное ИИПИраж 62 Патент,ул. Проектная,Филиал ПППг. Ужгород 3онным вибратором, который находится в акустическом контакте с боковой поверхностью рабочего тела.На чертеже изображен внешний вид, предложенной линзы, где 1-цилиндрический стержень иэ Фотоупругого изотропного прозрачного материала; 2 - цилиндрический вибратор, представляющий собой цилиндр иэ пьеэокерамики,на внутреннюю и внешнюю,поверхность которого нанесены электроды. Параметры вибратора подбираются так, чтобы его частота совпадала с собственной час тотой радиальных колебаний стержня,Сферическая линза работает следующим образом. Излучение падает на торец линзы 1, Радиальные колебания стержня, вызываемые вибратором, приводят к квадратичному изменению упру-, гой деформации в поперечном сечениистержня, которая, в свою очередь, вы- зовет распределение показателя преломления, спадающее (растущее) квадра тично по радиусу от центра стержня. Поэтому при распространении светового пучка вдоль оси стержняфотоупруР гий материал ведет себя как положительная (отрицательная) сферическая 25 линза. Управление Фокусным расстоянием йроизводится путем изменения акустической мощности, передаваемой через цилйндрическую поверхность от вибра тора к стержню, Фокусное расстояние обратно пропорционально:в случае пье" зокерамического вибратора прикладыва-. емому электрическому напряжению, а в случае магнитострикционного вибратора " пропускаемому по обмотке току.Нри отсутствии колебаний вибратора линза ведет себя как плоскопарал-, лельная пластинка.Например, линза, изготовленная из Фотоупругого материала - тяжелый флинт в виде цилиндра с диаметром Д4 см, длиной 0 "- 10 см,с пьезокерамическим вибратором, имеет для светового пучка диаметром 3 см фокусное расстояние Х 1: 1000 см при управляющем напряжении 0,5 кВ и частоте колебаний перво 85 4го резонанса 80 кГц. На частоте второго реэонанса 1=204 кГц Фокусное расстояние Р а 35 см для диаметра пучка 1 см при том же управляющем напряжении.Предлагаемая линза при одинаковой апертуре и длине рабочего тела имеет фокусное расстояние. 35 см при напряжении 0,5 кВ, то есть фокусное рас(- стояние предлагаемой линзы при том же напряжении меньше в 170 раз. Максимальное фокусное расстояние этих линз одинаково и определяется, как обычно, длиной волны и апертурой. Если такую же линзу составить из кристаллов ниобата, имеющих большой электрооптический коэффициент, но более неоднородных, то предлагаемая линза эффективнее в 17 раз. Рабочее тело линзы изготавливают из дешевого иэотропного Фотоупругого материала, например стекло (флинт, тяжелый флинт) пластмасса (полистирол, органическое стекло), плавленый кварц и т. д.Апертура линзы не ограничена возможными размерами, кристаллов,Сферическая линза с переменнымфокусным расстоянием, содержащая рабочее тело в виде цилиндра, выполненного иэ фотоупругого прозрачного материала, и источник питания, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения светосилы и диапазона пере-стройки фокусногд расстояния, линзаснабжена вибратором, установленнымв акустическом контакте с боковой поверхностью,ее рабочего тела.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Патент США Р 3834796,кл.350-184,1974.2. Патент США Р 3424513,кл.350-180,1969,3, Заявка 9 1936703/10,кл. С 02 В 1/02, 1973, по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства.