Устройство для фокусировки излучения

.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИПРИ ГКНТ СССР 21) 4652740/1 О(71)Центрапьное конструкторское бюро уникального приборостроения Научно-технического объединения АН СССР (72) И.Н,Сисакян, А.М,Смолович и В, А. Сойфер(53) 535. 312 088, 8)56 ) Автор ское свидетельство СССР Р 1303960, кл. С 02 В 5/10, 9,07,84.Авторское свидетельство СССР У 1303961, кл, О 02 В 5/10, 19.07,84.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано для фокусировки полихроматического излучения в область пространства заданной формы. Устройство содержит фазовый оптический элемент, выполненный в виде зонной пластинки, и ступенчатый оптический элемент 2, установленный вплотную к эонной пластинке 1 на ее оптической оси. При этом 801620973 А 1 каждой зоне 3 пластинки 1 соответствует находящаяся напротив нее ступень, ка 4 элемента 2., рабочая поверхность. ступеньки 4 представляет собой участок плоскости, перпендикулярной оптической оси, границы которого повторяют контуры грлгиц соответствующей зо" ны 3 пластинки 1, а оптическая разность хода между соседними ступеньками 4 и 5 равна по абсолютной величине и противоположна по эпдку скачкообразному изменепню оптического пути между соответствующими зонами 3 и б пластинки 1, В результате суммарного действия двух элементов 1 и 2 . скачкообразное изменение фазы между волнами, соответствующими разным зо- ф нам 3 и 6 отсутствует для всех длин волн, поэтому предлагаемое устройство способно фокусировать полихромати- ческое излучение. В целях упрощения конструкции и уменьшения габаритов фазовый оптический элемент 1 и ступенчатый оптический элемент 2 выполняют на противоположных сторонах од- ьеей ной подложки. 2 ил.1620973 О 45 Ь=а(п),Изобретенные относится к оптическим приборам и может быть использовано для Фокусировки полихроматического излучения в область пространст 5ва заданной Формы, что может найтиприменение при печати интегральныхмикросхем, в лазерном термоядерномсинтезе для Фокусировки Фемтосекунд-,ных импульсов света.Цель изобретения - обеспечениевозможности работы в полихроматическом излучении, а также упрощение конструкции и уменьшение габаритов.На Фиг. 1 изображено предлагаемое 15устройство для случая, когда ступенчатый оптический элемент выполнен отражательным, а зонная пластинка - пропускающей сечение; на Фиг, 2 - устройство, выполненное с использованием одной подложки, сечение,Устройство содержит Фазовый оптический элемент, выполненный в видезонной пластинки 1 и ступенчатый оптический элемент 2, установленныйвплотную к зонной пластинке 1 на ееоптической оси, При этом каждой зоне 3 пластинки 1 соответствует находящаяся напротив нее ступенька 4 элемента 2, рабочая поверхность ступеньки 4 представляет собой участокплоскости, перпендикулярной оптической оси, границы которого повторяютконтуры границ соответствующей зоны3 пластинки 1, а оптическая разностьхода между соседними ступеньками 4 и5 равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скачкообразномуизменению оптического пути между соответствукщими зонами 3 и б пластинки 4 О1. Фазовый оптический элемент 1 иступенчатый оптический элемент 2 могут быть выполнены на противоположных сторонах одной подложки (фиг.2),В случае выполнения пластинки 1 пропускающей, а элемента 2 отражающим высота. Ь ступеньки 4 (то же, что расстояние между рабочими плоскостями ступенек 4 и 5) должна удовлетво О рять соотношению: где а - величина скачкообразного изменения высоты рельефа на границе между зонаьы 3 и б зонной пластинки 1;и - показатель преломления мате-риала пластинки 1. Ступенчатый оптический элемент 2может быть изготовлен, например, настанке с числовым программным управлением, Полученная высота ступенек может быть измерена, например, интерферометрическими методами, Обнаруженные при этом отклонения от расчетныхзначений могут быть скомпенсированыизменениями в соответствии с (1) скачков Фаз между зонами при изготовлениизонной пластинки.В приближении геометрической оптики и при пренебрежении расходимостьюизлучения при распространении междузонной пластинкой и ступенчатым оптическим элементом устройство работаетследующим образом,Сначала излучение проходит черезпропускающую зонную пластинку 1, преобретая некоторую фазовую мо 1 уляцию,При этом на границе между зонами 3и 6 Фазовый набег скачкообразно изменяется на величину 27/а(п), Да-.лее излучение отражается от ступенчатого оптического элемента 2, Приэтом скачкообразной изменение Фазы.отражающей волны на границе междуступеньками 4 и 5 равно2 Н2 . -й,Затем излучение вторично проходит через зонную пластинку 1, приобретаяна границе между зонами 3 и б скачок фазы 2 Н/ 3 а ( п -1 ), В результ атесуммарный скачок Фаз между волнами,соответствующим зонам 3 и б равенфф2 Ч 9 2 а(п -1)-2 Ь, и при выполнении(1) равен нулю привсех 71(при принебрежении дисперсией показателя преломления п,). Суммарная фазовая модуляция излучения при двухкратном прохождении через зонную пластинку 1 определяется профилем поверхности зонной пластинки внутри каждой зоны ирассчитывается так, чтобы излучениефокусировалось в область пространствазаданной формы,В другом варианте зонная пластинка 1 выполняется отражательной, а ступенчатый элемент 2 пропускающим. В этом случае высота ступеньки Ь определяется соотношениема11=р (2)пфгде п - показатель преломления материала ступенчатого оптического эле" мента,равчен арфенова Т к Корректор С.Шевкун РедакторТираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035,. Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4245 ВНИИПИ Гос нно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина Произв 5 16В третьем варианте оба оптических элемента, входящих в устройство, выполнены пропускающими. В этом случае должно выполняться соотношение формула изобретения 1 е Устройство для фокусировки иэ - лучения, содержащее фазовый оптический элемент, выполненный в виде зонной пластинки, о т,л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью обеспечения воэможности работы в полихроматическом излучении, в него введен ступенчатый .оптический эл емент, у ст ановленный вплотную к эонной пластинке на ее оптической оси, причем каждой зо 20973 бне зонной пластинки соответствует на 1ходящаяся напротив нее ступенькаоптического элемента, рабочая поверхность ступеньки представляет собойучасток плоскости, перпендикулярнойоптической оси, границы которого повторяют контуры границ соответствующей.зоны зонной пластины, а оптическаяразность хода между соседними ступеньками равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скачкообразному изменению оптического путимежду соответствуюцими зонами эоннойпластинки.2Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения конструкции и уменьшениягабаритов, фазовый и ступенчатый оп тические элементы выполнены на противоположных сторонах одной подложки.