Устройство для передачи и фокусировки пучка электромагнитного излучения

удовл 11,8 Й (Р-Й моды попый вод становитс свойства сам проявляется,Ь и его диа- условию еличина тром Фре Изобретение относится к устройстам, осуществляющим передачу, фокуировку пучков электромагнитного изучения, и может быть использовано, апример, в системах интерферомет-рической диагностики плазмы термоядерных установок.Цель изобретения - стабилизация размеров и формы фокального пятна и обеспечение возможности его осевого передвижения.На фиг. 1 приведено устройство,общий вид; на фиг.2 - распределение интенсивности поля в фокальном ,пятне; на фиг.3 - экспериментальная зависимость, связывающая расстояние ;от фокусирующего элемента до волно вода и от фокусирующего элемента дофокальной плоскости.Устройство содержит полый диэлектрический волновод 1 и фокусирующий элемннт 2, расположенные на одной оптической оси. За фокусирующим элементом 2 находится плоскость 3 фокусировки.Устройство работает следующим образом.Пучок электромагнитного излучения возбуждает волновод 1 с внутренним диаметром Й и длиной Ь выполненной в виде фильтра его распространяющейся моды, имеющей близкий к плоскому фазовый фронт. Радиальное распределение поля этой моды приближенно описывается функцией Бесселя первого рода нулевого порядка 1(4,81 хИ), где г - цилиндрическая координата полого канала волновода, о 4 гЙ/2.Формирование амплитудного распре" деления указанного вида происходит тогда, когда диаметр полого канала значительно превосходит длину волны излучения. Практически необходимо условие Й- -, 10.ХФильтром указанныйдиэлектрический волнэа счет присущего емуфильтрации, котороекогда длина волноводм тр Й удовлетворяютЙФ41 Ь то связано с тем, чтДявляется п41 Ь неля пучка излучения, распространяющегося в волноводе. При Б 1 становится существенной раскодимость этого пучка и реализуется волноведущийэффект полого канала, Конструктивныепараметры волновода характеризуютсясоотношением излучения с указанным исходеделением на расстоянияхтворяющих соотношению где Р - диаметр апертуры фокусирующего элемента приобретает распределение поля, близкое к кривой Гаусса и при взаимодействии с фокусирующим элементом 2 в случае 1:Г (Г - .фокусное расстояние фокусирую- щего элемента) образует в плоскости 3 сфокусированное пятно высокого оптического качества независимо от качества и стабильности исходного пуч- ка. Изменяя расстояние 1 путем перемещения волновода вдоль оси или изменения его длины (например, при помощи калиброванных отрезков вол" новода), изменяют местоположение плоскости фокусировки приближенно в соответствии с соотношениемКф 1В = --- (фиг.1)1-й ф где В - расстояние от фокусирующегоэлемента до плоскости фокусировки.На фиг,2 и 3 приведены результаты экспериментальной проверки работоспособности устройства. Источником излучения служил СНОН-лазер (А = 0,1188 мм) с накачкой пучком СО лазера. Полый диэлектрический волно вод выполнен иэ стекла с диаметром канала б,2 мм и длиной О, 1-0,6 м. Фокусирующий элемент представляет собой сферическое зеркало с радиусом кривизны 0,77 м.Эксперимент состоял в сканировании при помощи электропривода пироприемника, закрепленного в координатном устройстве, в поперечной к направлению распространения пучка плоскости и записи самописцем распределения интенсивности излучения. При этом в указанных пределах изме"где А - длина волны излучения, 1 О и расположен по ходу пучка передфокусирующим элементом соосно с ним на расстоянии 1, которое удовлетворяет условиям Формула изобретения з 14290794нялась длина полого диэлектрическо- можности его осевого передвижения, го волновода, что приводило к изме- диэлектрический волновод имеет длинению 2 и Ь в интервалах 0,86 - 1,36 ну Ь и диаметр полого канала й, выи 0,7 - 0,525 м соответственно, бираемые из условияНа фиг.2 приведены практическиидентичные распределения интенсив О С (2ности поля в фокальных пятнах, соответствующие крайним точкам интервала изменения Е : 1 прн Ь 0,525 ми 2 при Ь = 0,7 м.Устройство для передачи и Фокусировки пучка электромагнитного излучения, содержащее соосно расположенные фокусирующий элемент и полый диэлектрический волновод, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации размеров и формы фокального пятна и обеспечения возй ( 61 с 1,8 й (О-й) и 1 Е,где П , - диаметр апертуры фокусирую щего элемента;- фокусное расстояние Фокусирующего элемента.