Призменный отражатель

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1.Ы 2 я)5 О 02 В 5122. ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ОПИС ИЕ ИЗОБ Т ВИДЕТЕЛЪСТВУ АВТОРСКО ельский инстиеских проблем мооптика твердо- Машиностроение,ие отражатели теттивных системах,раэ Ми ЖАТЕЛЬ ся к оптическому т быть испсгльзоигации, геодезии, й и лазерной тех- спериментальной Ю Сд О(54) ПРИЗМЕННЫЙ ОТРА (57) Изобретение относи приборостроению и мож вано в космической нав контрольно-измерительн нике, машиностроении, з Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в космической навигации, геодезии, контрольно-измерительной и лазерной тех-нике, машиностроении, строительстве и экспериментальной физике для выравнивания характеристик возвратно отраженных световых пучков,Известен отражатель возвратного действия в виде трипель-призмы, содержащей прямой трехгранный угол с отражающими гранями и противоположную ему фронтальную грань. Отражающие грани идентичны и имеют форму равнобедренного прямоугольного, а фронтальная грань - равностороннего треугольников. При падении коллимированного пучка на фронтальную 1712930 А 1 физике. Изобретение обеспечивает одинаковые собственные значения передаточных функций для амплитуды и фазы поля возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани призменного отражателя волновых пучков. Для этого призменный отражатель выполнен в виде тетраэдра с ребрами прямого трехгранного угла а, ЮЗ, Ю а, у которого срезаны вершины двух одинаковых трехгранных углов, расположенных симметрично относительно биссекторной плоскости прямого двугранного угла с ребром, равным а, причемплоскости среза вершин пересекают общее ребро, соединяющее эти вершины между собой, посередине, ребра, соединяющие срезанные вершины с вершиной прямого трехгранного угла, - на расстояниях 2 Па/3 от срезанных вершин, а два оставшихся ребра - на расстояниях Я а/2 от этих вершин. 2 ил,грань в результате переотражений его на гранях прямого трехгранного угла формируется шесть парциальных пучков, которые выходят из отражателя в обратном направлении. Передаточные фуНкции для параметров возвратно отраженных через разные секторы фронтальной гранипучков не совпадают. Это приводит к увеличению дифракционной расходимости отраженного излучения и другим негативным явлениям в устройствах с известным отражателем,Цельизобретения-обеспечениеодинаковых собственных значений передаточных функций для амплитуды и фазы возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани волновых пучков.На фиг,1 показан призменный отражатель в форме тетраэдра; на фиг.2- призменный отражатель.У призменного отражателя (фиг.1) дваребра прямого трехгранного угла при вершине 1 одинаковы и в ч 2 раз длиннеетретьего ребра 2, равного а. В результатесреза вершйн 3 и 4 двух его одинаковыхтрехгранныхуглов, расположенных симметрично относительно биссекторной плоскости прямого двухгранного угла с ребром 2,удаляются не дающие вклада в возвратноеотражение излучения области и образуетсяпоказанный на фиг.2 приэменный отражатель. Одна из двух срезаемых и симметрично расположенных областей обозначена.нафиг.1 пунктиром, Плоскости среза пересекают общее для этих углов ребро, соединяющее вершины 3 и 4, посередине, ребра,соединяющие вершины 3 и 4 с вершиной 1,- на:расстояниях 2 Ю а/3 от срезаемыхвершин 3 и 4, а рва оставшихся ребра - нарасстояниях ЧЗ а/2 от этих вершин 3 и 4.При нормальном падении волновогопучка на фронтальную грань 5 и переотражении его на гранях 6 - 8 прямого трехгранного угла формируется отраженный вобратном направлении пучок, Последовательность прохождения пучком граней зависит от места его падения на фронтальнуюгрань, В соответствии с этим она разбивается, как показано на фиг,2, на шесть секторов 9-14. Секторы входа и выхода пучкарасположены симметрично относительнообщей для них точки, являющейся проекцией вершины прямого трехгранного углана фронтальную грань. Каждому сектору соответствует свой вариант распространенияпучка в приэменном отражателе и свое выражение для матрицы Джонса.Если в качестве базиса для вектора поляризации выбрать параллельные диагонали фронтальной грани направления, то9,12элементы матрицы Джонса адля падающего на сектор 9 и выходящего через сектор12 пучка с точностью до.несущественногопостоянного множителя равныЯ В 1 Р 2+8 В В 2 И )а 12 = /2 Вр Вв + Вр),2агг = - Вр (Вр + 8 Вв Вр -2 Вв),га 21 = /2 В, (Вв + Ир),2(1)где Вв 1, Ир 1 - коэффициенты отраженияо,Френеля при угле падения 45;Вв, Вр - коэффициенты отражения Фрео.неля при угле падения 60Верхними индексами в матрицах Джонса обозначены секторы входа и выхода пучка. Так как углы падения пучков на рабочие грани равны 45 и 60 О, то полное возвратноеотражение наблюдается при относительномпоказателе преломления среды призмыи Г,5 Падающий на сектор 11 пучок последовательно отражается на гранях 7,6 и 8 ивыходит в обратном направлении через сектор 14. Элементы матрицы Джонса в этомслучае равны10 Ц,14 В 1(Вв 2 Вр)2 2 Вр (Вв + Рр)2аН = Ир 1 (Вр - 2 Вв) + 2 Ив (Вв + Вр)аЦ 14 аЦ 14 /2 (Вв + В ) Я (2 Вр Вв)- Вр 1 (2 Вв - Вр)(2)15Матрица аотличается от матрицы а9,12знаком недиагональных элементов, а переход от "прямого" к "обратному" ходу лучаприводит к изменению знаков и перестановке недиагональных элементов в матрицах Джонса,Все шесть матриц Джонса имеют одинаковые собственные значения, Кроме того,все варианты переотражения одинаковы по25 длине пути луча. Вследствие этого собственные значения передаточных функций дляамплитуды и фазы являются инвариантными, не зависящими от хода луча, величинаТаким образом, предлагаемая конструкция приэменного отражателя обеспечивает одинаковые собственные значенияпередаточных функций для амплитуды и фазы отраженных через разные секторы фронтальной грани волновых пучков.Формула изобретенияПризменный отражатель, содержащийпрямой трехгранный угол и противоположную ему фронтальную грань, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспеченияодинаковых собственных значений передаточных функций для амплитуды и фазы возвратно отраженных через разные секторыфронтальной грани волновых пучков, он вы 45 полнен в виде тетраэдра с ребрами прямоготрехгранного угла, равными а, 1 Г 2 д, 12 а,у которого срезаны вершины двух одинаковых трехгранных углов, располагающиесясимметрично относительно биссекторнойплоскости прямого двухгранного угла с ребром, равным а, причем плоскости срезавершин пересекают общее ребро, соединяющее эти вершины между собой посередине ребра, соединяющие срезанныевершины с вершиной прямого трехгранногоугла - на расстояниях 2 Г 2 а/3 от срезанныхвершин, а два оставшихся ребра - на расстояниях т 6 а/2 от этих вершин,1712930 орректор О. Кравц тор Э. Сл Тираж Подписноес дарственного комитета по изобретениям и открытиям ри иГКНТСССУ113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 город, ул. Гагарина,"Патент", г ственно-издательский Заказ 53 ВНИ