Светоотклоняющее устройство

дц= ЬЕигЕ,3 15009Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть ис-пользовано в оптических системах дляотклонения световых лучей.Цель изобретения - увеличениедиаметра отклоняемого луча.На Фиг, 1 изображено предлагаемоеустройство, на Фиг, 2 - то же, видснизу.Устройство содержит рабочее тело1, электроды 2, подключенные к источнику 3 напряжения, источник 4 света,призму 5 ввода излучения, призму 6вывода излучения и сегмент 7 цилиндрической линзы с йараболичесюимизеркальными поверхностями 8.Рабочее тело 1 Выполнено из электрооптического материала, у которогопод действием приложенного напряжения происходит поворот оптическойиндикатрисы в плоскости фиг. 1.Источник 4 света содержит лазер,телескопическую систему для расширения пучка, поляризатор и диафрагму. 25Телескопическая система анаморфотная,она предназначена для формированиясечения пучка в виде прямоугольникас длиной стороной, параллельнойплоскости фиг. 1. Излучение плоскополяризованное с электрическим вектором, лежаЩем в плоскости поворотаиндикатрисы рабочего тела 1. Диапазон используемых дпин волн - видимаяи инфракрасная области.Призмы 5 и 6 предназначены длясогласования оптических сред кристалла и воздуха.Сегмент 7 цилиндрической линзывыполнен из стекла. Поверхности 8 -параболические, Линия (точка) 9 глав ных Фокусов поверхностей 8 расположе-на на середине плоскости рабочего тела, контактирующей. с плоской поверхностью сегмента,Устройство работает следующим обРазом.Световой пучок 10 с прямоугольнымсечением поступает от источникасвета через призму 5 в рабочее тело 1.Входной луч светового пучка 10 50образует угол с нормалью к образующей цилиндрического сегмента 7, отличный от нуля, поэтому оптическийпуть луча внутри устройства представляет восьмиобразную многовитковую 55ломаную линию, которая начинается напризме 5 и заканчивается на призме 6.После призмы 5 световой пучокпроходит путь (по центральному лучу) 71 4через точки 11, 12, 13, 14, 16 и попадает в точку 17, после. которой луч уходит на следующий виток, заканчивая его в точке 18, а на последнем витке проходит выходную призму 6, попадая в нулевое выходное положение 19, При этом на линии (точке) главных Фокусов поверхностей 8 выполняется условие Брюстера, в результате чего потерь света на отражение нет, а в точках 17 и 18 выполняется условие полного внутреннего отражения, Таким образом, потери энергии связаны практически только с поглощением в стекле, которое не превышает 57 на 1 м оптического пути (вторая категория по показателю ослабления света), Расстояние между точками 17 и 18 равно высоте, сечения пучка света.При подаче напряжения на электроды 2 в рабочем теле 1 возникает индуцированное двупреломление, равноеи 0; зхи 2(32 где и - показатель преломления луча, распространяющегося под углом ц;г ., - электрооптический коэффици 11ент;Е - напряженность электрического поля,В результате луч света испытывает индуцированную рефракцию в точках 11, 12, 9 и 16, причем все отклонения синфазны, а также согласованы с путем в цилиндрическом сегменте 7. Угол отклонения луча в точках 9 и 11 равен д 9 з д ч"= 2 д и/и г 8 ц, а в точках 12 и 16, угол отклонения луча равен д 16 2 ди/и сГК ,где дЦ, - угол отклонения луча от 1дельной гранью,/Суммируя отклонения, получаемзначение отклонения д ц. луча заодин проход рабочим телом дЧ,=4 игЕСледовательно, полный угол д Ч дефлекции в воздухе будет равен где 1 с - число витков.5 15009Луч света, выйдя из дефлектора, попадает в положение 20, а. при смене знака напряжения - в положение 21. При.этом он практически не смещается в выходной апертуре, т,е. ширина пучка может быть соизмерима с шириной катета призмы 5, а виньетирование отсутствует.Приведем численные оценки. Пусть рабочая длина волны Л = 1,06 мкм, диаметр пучка 1 мм. Материал цилиндрического сегмента - стекло К 8 (и = 1,506), материал,.рабочего тела - ниобат бария-натрия (и = 2 20У 15 в интересующем нас направлении)Размеры рабочего тела: 4,5 ф 3 ммЯ, высота 5 мм. Угол падения луча на границу кристалл - стекло составляет: в стекле (= 55 40, вкристаллео(=34 20 , при этом выполняется усо 20 ловие Брюстера, Значение электрооптического коэффициента г., = 8010- м/В на Я = 1,06 мкм при комнатной температуре. Следовательно,Ь = 0,351 с Е кв/смНапример, при Е = 20 кВ/см и К = 3 Д= 24 град, а при смене знака напряжения - 48 град.Таким образом, при сохранении параметров отклонения устройство позволяет работать с пучками значительного диаметра и эффективно использовать объем рабочего тела.Предлагаемое устройство может35 быть эффективно использовано в каУ 1 Ю 71 6честве самостоятельного узла в оптических системах обработки изображений и коммутации оптических сигналов, в оптических запоминающих устройства и т.п. Твердотельная жесткая конструкция предлагаемого устройства не чувствительна к вибрации, что позволяет устанавливать устройство в транспортируемые приборы. Материалы, использованные в устройстве, обладают высокой лучевой прочностью, поэтому возможно применение предлагаемого устройства в проекторах. Формула изобретения Светоотклоняющее устройство, со- . держащее электрооптическое рабочее тело с электродами, подключенными к источнику напряжения, призмы ввода и вывода излучения, расположенные на рабочем теле, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения диаметра отклоняемого луча, в устройство введен сегмент цилиндрической линзы с параболическими зеркаль" ными поверхностями, направленными встречно, установленными так, что образующая линзы параллельна боковым граням рабочего тела, а общая линия главных фокусов параболических поверхностей расположена на середине плоскости рабочего тела, контактирующей с плоской поверхностью сегмента цилиндрической линзы. Составитель Б.Ульяноведактор А.Ревин Техред М.Ходанич(орректо Заказ 486 ираж 51 Подписное ВНИИПИ Госу рственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101