I библиотека

38300 б ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства.1. Кл, 6 01 п 21,40 Заявлено 01.Х 11.1970 ( 1496146/26-25) Комитет по деламзобретеиий и открыт иоритетубликовано 15.7.1973. ДК 53,084.85(088,8 юллетенье при Совете МиниСССР а опубликования описания 13.И 11.197 ф- ффЭЗНАЯии и ЯЩр.;з БИБЛИОТ -Цд вторыобретени А. И. Пеньковский и Р. Г. Трофимо Заявите ОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА ОДУЛЯТОР СОСТО присоединением заявки М Изобретение относится к оптико-механическим приборам и предназначено для использования в автоматических поляриметрах,прежде всего, в поляриметрах для измерениядвойного лучепреломления при поляризационно-оптическом методе исследования напряжений.Известные модуляторы содержат неподвижный статор и механически связанный сним посредством плоских пружин ротор, в 10который встроен оптически активный элемент,например поляризационная призма.Модуляция азимута плоскости поляризациисвета осуществляется путем возбуждения ротора пульсирующим магнитным полем статора,Существенными недостатками этих модуляторов являются следующие:1. Колеблющийся ротор должен быть механически связан со статором, что обусловливается принципом их работы. Этим резкоограничивается использование таких модуляторов в поляриметрах, в которых активныйэлемент не только колеблется, но и поворачивается вокруг направления распространения 25исследуемого пучка света (например, в поляриметрах для исследования механических напряжений) . Вращение таких модуляторов(вместе со статором), вес и габариты которыхЗначительны, отрицательно сказывается на ЗО динамических характеристиках следящих систем поляриметров. Кроме того, для подачи питания статорам модуляторов необходимы токопроводящие кольца со щетками.2. Трудно выполнить ротор с оптически активным элементом, имеющим большое рабочее поле.Изобретение позволяет обеспечить одновременное вибрирование и поворот на произвольный угол оптически активного элемента вокруг направления распространения света при неподвижном статоре, а также увеличить рабочее поле модулятора благодаря тому, что ротор модулятора выполнен в виде тонкого кольца из материала с большими потерями на гистерезис и связан посредством плоских пружин с вращающимся от внешнего привода элементом, например диском в виде зубчатого колеса. Неподвижный статор содержит смещенные в пространстве обмотки, питаемые синусоидальнымц токами разных фаз и создающие вращающееся магнитное поле, направление которого периодически меняется с частотой, близкой или равной частоте собственных колебаний ротора.На чертеже изображен предлагаемый модулятор состояния поляризации света.Легкий диск 1 в виде зубчатого колеса, изготовленный из материала с малым удельным весом и закрепленный, например, на внутренней втулке 2 подшипника скольжения, приводится во вращение внешним приводом (не показан) по отношению к неподвижной обойме 3 подшипника. Торец втулки 2 посредством плоских пружин 4 (например, трех) связан с ротором, выполненным в виде тонкого кольца 5 из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса, например типа викаллоя. Кольцо 5 напрессовано на тонкий стаканчик б из диамагнитного материала, например титана. Плоскости пружин совпадают с радиальными плоскостями, проходящими через центр вращения диска 1.Внутри ротора закреплен оптически активный элемент 7 типа поляроида, призмы, фазовой пластинки и т, п на который нормально к его плоскости падает пучок света.Ротор введен с небольшим зазором в неподвижный статор, содержащий шихтованное железо 8 и смещенные в пространстве обмотки 9, питаемые синусоидальными токами разных фаз. Обмотки создают вращающееся магнитное поле, например, с частотой а=400 гц, направление вращения которого периодически меняется с помощью электрической схемы с частотой, близкой или равной частоте собственных колебаний ротора, которая намного меньше частоты вращения магнитного поля статора (например, 2=50 гц).Для обеспечения кругового магнитного поля статора и устранения влияния на форму магнитного поля переходных процессов в обмотках электрическая схема, питающая обмотки статора, кроме периодической смены фазы тока в части обмоток 9, должна обеспечивать также и амплитудную модуляцию во всех обмотках е частотой Й.В результате взаимодействия кругового поля с магнитотвердым материалом кольца 5 ротора модулятора возникает вращающий момент, действующий на ротор и изменяющийся по гармоническому закону.Этот вращающий момент вызывает упругие деформации пружин 4, механически связанных с втулкой 2 и диском 1. При этом кольцо 5, стаканчик б и активный элемент 7 ротора будут совершать гармонические колебания с амплитудой угла поворота 1 - 5.Поскольку величина и направление вращения магнитного поля статора меняются с частотой, равной частоте питания, то и момент, действующий на ротор, будет меняться и по величине и по направлению. Вращающий момент, действующий на ротор, не зависит отего азимутального положения по отношениюк статору.5 Геометрия пружин 4 и масса элементов 5,б и 7 ротора подобраны так, что частота собственных колебаний ротора примерно совпадает с частотой реверса магнитного поля статора,10 Оптически активный элемент 7, жестко связанный с ротором, также будет совершатьгармонические колебания вокруг направленияраспространения света.Если в качестве оптического элемента 7 ис 15 пользуется поляроид или призма, то изменяется азимут плоскости поляризации света,прошедшего через элемент 7. Если элемент 7выполнен в йиде фазовой пластинки, то, кроме изменения азимута преимущественной по 20 ляризации света, будет меняться и степеньэллипсовидности пропорционально разностифаз, вносимой фазовой пластинкой.Поскольку между ротором и статором модулятора нет механической связи, а ротор25 модулятора не имеет явно выраженных полюсов, то можно вращать ротор одновременнос его вибрированием в любую сторону и налюбой угол, что крайне необходимо при поляризационно-оптическом методе исследова 30 ния напряжений.Благодаря тому что ротор выполняется ввиде тонкого кольца с небольшой массой,можно использовать оптически активные элементы больших размеров с большими рабочи 35 ми полями, что часто бывает решающим ввыборе того или иного модулятора,Предмет изобретенияМодулятор состояния поляризации света,40 содержащий статор и ротор со встроенным внего оптически активным элементом, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочего поля модулятора, ротор выполнен в видекольца толщиной от 0,1 до 1 мм и закрейлей45 посредством плоских пружин, например, йазубчатом колесе, а неподвижный статор содержит смещенные в пространстве обмотки,которые подсоединены к источникам синусоидальных токов разных фаз, снабженным50 блоком модуляции токов по амплитуде и пофазе с частотой, близкой или равной частотесобственных колебаний ротора,Сапунова, 2 ипографи Заказ 2206/19 Изд,512 Тираж 755ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете ММосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное тров СССР