Оптическая система для объединения пучков излучения

14014 А СОЮЗ СОВЕТСНИФЭИМ ИУЮЕПЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ з(я 11 С 02 В 27/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ 3588012/18-10 03.05.83 23.05.84 Бю Г.Д. Березин,М. Прокопьев МВТУ им. Н.Э. 535. 315(088. 8 1. Островский применение. Л ГолографияНаука", 1973 2 Цуккер Управление и ческого луча 1969, с. 161 (54)(57). ОПТ ОБЪЕДИНЕНИЯ П жащая призму(21) (2.2) (46) (72) и В. (71) (53) (56) и ее с. 81. покрытием, и конденсоры, оптическиеоси которых составляют с поверхность л. В 19указанного покрытия равные углы, а В.Л. Лазарев точки фокусов, принадлежат этой поверхности, о т л и.ч а ю щ а я с яБаумана тем, что, с целью уменьшения ширины ) зоны раздела при суммировании пучков Ю.И излучения, в нее введена вторая призНу ма, контактирующая с первой, отражающее покрытие. расположено между конан С.Т., Грндин А.С. тактирующими гранями призм и занима- шинами при помощи опты-" . ет часть световой зоны этих граней, Л., "Машиностроение" а точки фокусов конденсоров примыкаю 63 (прототип). одна к другой и к границе этого покрь ЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ : тия или совмещены одна с другой и с УЧКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, содер- .указанной границей в центре контакснабженную отражающим тирующнх граней призм.014 2 Недостатком известного устройства является то, что приборы с его применением имеют зону нечувствительности вследствие конечной толщины про. екции ребра призмы, определяемой минимальной технологически достижимой толщиной его выполнения. 55Кроме того, применение устройств этого типа в двухкоординатных ПУЛ со сканированием, например крестоФ 1094Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах, где требуется объединить излучение нескольких источников, например, в прожекторах приборов дистанционного. управления машинами при помощи оптического луча (ПУЛ).Известна оптическая система для объединения пучков излучения, выпол ненная в виде плоско-параллельной пластины со .светоделительнам покрытием, которая установлена под одинаковыми углами к осям объединяемых пучков 13, 15Недостатком такой конструкции является наличие световых потерь, возникающих в процессе объединения.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является 20 оптическая система для объединения пучков излучения, содержащая призму, снабженную отражающим покрытием, и конденсоры, оптические оси которых составляют с поверхностью указанного 25 .покрытия равные углы, и точки фокусов принадлежат этой поверхности 2 3.В этой системе призма выполнена прямоугольной, а отражающее покрытие нанесено на ее катетные грани. При 30 этом объединяемая пара пучков фокусируется соответственно двумя конденсорами в одну точку, лежащую на образованном отражающими гранями ребре призмы.35Известное устройство, установлен. ное перед объективом, позволяет получить в плоскости приема излучения, например в плоскости приемного пункта ПУЛ, оптически сопряженной с 40 плоскостью фокусировки конденсоров, иэображение в виде двух световых полей, разграниченных проекцией укаэанного ребра. Причем объединение пучков осуществляется в такой системе практически без потерь, что выгод- но"отличает ее от предыдущей конструкции. образным пучком, требует применениячетырех щелевых источников излучения(хотя, по существу, необходимы всегодва) и, соответственно, увеличениядо четырех числа конденсоров и зеркальных граней призмы, имеющей в этомслучае форму пирамиды, вершина кото"рой, образованная зеркальными гранями, обращена в сторону Ьбъектива ПУЛ,и лежит. на его оптической оси, Этоведет к неоправданному усложнениюконструкции и юстировке прибора вцелом.Цель изобретения - уменьшение ширины зоны раздела при суммированиипучков излучения.Поставленная цель достигаетсятем, что в оптическую систему дляобъединения пучков излучения, содержащую призму, снабженную отражающимпокрытием, и конденсоры, оптическиеоси которых составляют с поверхностьюуказанного покрытия равные углы, аточки фокусов принадлежат этой поверхности, введена вторая призма, контактирующая с первой, отражающее рокрытие расположено между контактирующимигранями призм и занимает часть световой зоны этих граней, а точки фокусов конденсоров примыкают одна к другой и к границе этого покрытия илисовмещены одна с другой и с указаннойграницей в центре контактирующихграней призм,На фиг. 1 представлена оптическаясхема одного из возможных вариантоввыполнения предлагаемой системы и ходлучей в ней; на фиг, 2 и 3 - некоторые возможные варианты расположенияотражающего покрытия (заштрихованные участки) на части одной из контактирующих граней призм и положение фокусов конденсоров на этой грани.Оптическая система для объединения пучков излучения содержит двеконтактирующие между собой призмы1 и 2 и два фокусирующих конденсатора 3 и 4. Иежду контактирующими гранями призм 1 и 2 .расположено отражающее покрытие 5, выполненное, напримерна части одной из них - грани 6.Оптические оси конденсоров 3 и 4составляют с поверхностью частичнопокрытой грани 6 равные углы, аточки их фокусов 7 и 8 принадлежатэтой поверхности. При этом в варианте нанесения отражающего покрытия 5на половину грани б (фиг. 2) точкифокусов 7 и 8 примыкают одна к дру3 1094 гой и к границе 9 этого покрытия, а в варианте нанесения секторов (Фиг.3) указанные точки 1 и 8 совмещены одну с другой и находятся на границе 9 покрытия 5. В обоих случаях точ-ки 1 и 8 расположены в. центре грани 6. Следует отметить также, что в варианте, изображенном иа Фиг. 3, симметричные сектора покрытия 5 могут быть нанесены на обе контакти-. 1 О рующие грани призм 1 и 2Предлагаемое техническое решение принципиально позволяет также .осуществить пространственное суммирова" ние произвольного конечного числа световых пучков путем увеличения количества конденсоров и контактирующих призм. Система работает следующим об- щ разом.Конденсоры 3 и 4 Фокусируют излучение источников (не показаны), т.е. строят их первичное, изображение, в плоскостях, проходящих через центр 25 грани 6. Далее часть пучка, сформированного конденсором 3, проходит в направлении объектива (не показан) через прозрачные участки покрытия 5, которое выполняет в предлагаемом устройстве функции полевой диафрагьы. Одновременно из конденсора 4 в объектив проходит излучение, отраженное зеркальными участками покрытия 5. В плоскости проекции объектива, проходящей через точку, сопряженную с35 центром грани 6, формируется вторичное изображение источников излучения,. конфигурация которого определяется формой и взаимнойориентацией как собственно источников, так и покрытия 5. Так, например, нанеся зеркальное покрытие на половину грани 6, как это показано на фиг. 2, получим систему, эквивалентную известной. В то же время, используя конфигурацию покрытия 5 (фиг. 3) совместно с щелевыми источниками излучения, ориентированными как показано на фиг. 3 014 4пунктиром, получим результирующийпучок с крестообразным поперечнымсечением,Предлагаемое устройство выгодноотличается от известного тем, чтоприменение его, например, в двухкоординатных ПУЛ с крестообразнымсечением пучка позволяет уменьшитьпо крайней мере на порядок зону нечувствительности прибора в центре поля,поскольку на практике допуск на изготовление кромок, т,е. границ зеркального покрытия, например, путемвакуумного осаждения слоя алюминиячерез маску, выполненную методомтравления по фотошаблону, составляет+0,0025 мм. В то же время технологически возможная минимальная толщина ребра призмы известной системыравна 0,02-0,03 ею.Подрезка кромок покрытия алмазным резцом, аналогичная по сути гравировке шкал, позволяет еще болеесузить допуск на изготовление этихкромок в предлагаемом устройстве,доведя его до +0,001 мм.Кроме того, сектора покрытия, выполненные насмежных гранях соседнихпризм, могут быть совмещены вершинами в процессе сборки призм в блок(составную призму) с точностью,соответствующей точности поперечной наводки визирного микроскопа. При увеличении микроскопа, равном 80 Х (микроскоп малого увеличения), эта точ-ность составляет 0,005-0,009 Йм.Применение микроскопа с большим увеличением позволит существенно умень.шить зазор между секторами в предлагаемой системе, а следовательно, изону нечувствительности ПУЛ.Таким образом, ширина зоны разделапри суммировании пучков рассмотреннойсистемой оказывается существенноменьшей этой ширины в известной системе, благодаря чему соответственноуменьшается и зона нечувствительности приборов, для которых предназначена эта система.