Оптическая система для выравнивания интенсивности по сечению пучка

(21) 390 (22) 23. (46) 07. (72) В,П (53) 535 (56) Иат кл. 350 Елинс М.: Знани 145/24-15,851.87. БюлАрхипов8 (088.8нт США У14, опублн М.И. Ое, 1977,4038817, ик, 1977.тоэлектроника с 28-30 1 авй СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПО СЕЧЕНИЮ ПУЧКА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность распределения интенсивности и увеличить быстродействие. Система содержит поляризаторы 1 и 2 с взаимно перпендикулярным расположением плоскостей поляризации,Х После прохождения поляризатора 1 пучок входного излучения расщепляетсясветоделительной пластиной 3 на двапучка. Один из пучков направляетсяна электролюминесцентный преобразователь 10, с помощью которого. распределение интенсивности по сечению пучка преобразуется по спектральномусоставу. Светящийся электролюмннофор15 проектируется зеркалом 16, объективом 18, призмой 17 с крышей и светоделительной пластиной 4 на фотопроводник 9 с увеличением +1 транспаранта 5, изменяющий локально своесопротивление. В результате происходит локальное уменьшение пропусканиясистемы: поляризатор 1 - транспарант5 - поляризатор 2 и выравнивание интенсивности выходного пучка. 1 ил.Изобретение относится к оптическому приборостроению и может бытьиспользовано для получения пучков сравномерной интенсивностью по сечению, необходимых, например, для 5контроля Фотоприемников, оптикоэлектройных координаторов и т,д,Цель изобретения - повышение равномерности распределения интенсивности и увеличение быстродействия.На чертеже изображена структурнаяблок-схема устройства.Устройство содержит поляризаторы1 и 2 с взаимно перпендикулярнымрасположением плоскостей поляризации,светоделительные пластины 3 и 4 иоптически управляемый транспарант 5,составными частями которого являютсяпрозрачные металлические электроды6 и 7 и расположенные между нимиэлектрооптический модулятор 8 и фотопроводник 9, в качестве которогоиспользуется, например, аморфный селен. Электроды 6 и 7 транспаранта 5подключены к источнику питания (непоказан) с напряжением П, величинакоторого зависит от типа кристалла,исйользуемого в качестве электрооптического модулятора 8,1 30Электролюминесцентный преобразователь 10 служит в качестве источни- .ка управляющего излучения и состоитиз прозрачных электродов 11 и 12,фотослоя 13, оптического экрана 14и электролюминофора 15. Электроды11 и 12 подключены к источнику пита.ния (не показан) с напряжением ПВ качестве Фотослоя 13 используется,например, сернистый кадмий толщиной0,5 мм, а в качестве электролюминофора - сернистый цинк с присадкой серебра. Светоделительная пластина 3образует совместно с зеркалом 16,призмой с крышей 17 и светоделительной пластиной 4 замкнутый контурхода луча. Электролюминесцентныйпреобразователь 10 удален от пластины 3 на такое же расстояние, что иоптически управляемый транспарант 5,и установлен как и про кционный обьектив 18 в плечах замкнутого контура. Электролюминофор 15 преобразователя 10 и Фотопроводник 9 транспаранта 5 оптически сопряжены объективом . 5518 с увеличением +1 (с учетом действия зеркала 16 и призмы 17).Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при отсутствии входного пучка напряжение на прозрачных электродах 6 и 7 транспаранта 5 оказывается приложенным к электрооптическому модулятору 8 и фото- проводнику 9 и делится между ними, Всегда можно выбрать такую величинучтобы на электрооптический модулятор 8 приходилась доля П равнаяМ или близкая к полуволновому напряжению конкретного типа кристалла, В этом случае электрооптический кристалл поворачивает плоскость поляризации падающего на него пучка лучейона 90 .Таким образом,с учетом перпендикулярности плоскостей поляризаторов 1 и 2 в исходном состоянии система: поляризатор 1 - транспарант 5 - поляризатор 2, обладает максимальным пропусканием по всей апертуре. В исходном состоянии при отсутствии входного пучка напряжение Б на прозрачных электродах 11 и 12 электролюминесцентного преобразователя 10 оказывается приложенным к полупроводниковому Фотослою 13, поскольку его сопротивление в неосвещенном состоянии намного больше сопротивления последовательно соединенного с ним электролюминофора 15, а оптический экран 14 как часть электрической цепи представляет собой хороший проводникПучок входного излучения линейно поляризуется поляризатором 1 и расщепляется светоделительной пластиной 3 на два пучка, один из которых поступает иа транспарант 5, а другой " на преобразователь 10. При этом распределение интенсивностей по сечению пучка на транспаранте 5 и на преобразователе 10 совпадают независимо от геометрии пучка (параллельный, схоР дящийся, расходящийся), поскольку эти элементы одинаково удалены от светоделительной пластины 3. Освещение полупроводникового фотослоя 13 вызывает уменьшение его сопротивления и перераспределение .напряжения П, в результате которого значительная его часть оказывается приложенной к электролюминофору 15, что вызывает его свечение. Причем распределение интенсивности свечения электролюминофора повторяет соответствующее распределение по сечению пучка, падающего на преобразователь. Спект 1282050ральный состав излучения электролюминофора выбирается с учетом спектральной характеристики фотопроводника 9. Таким образом, с помощью электролюминесцентного преобразователя распределение интенсивности по сечению пучка преобразуется по спектральному составу, Оптический экран 14 исключает засветку фотослоя 13 излучением электролюминофора 15. 10Проекционный объектив 18, зеркало 16, призма с крышей 17 и светоделительная пластина 4 проектируют светящийся электролюминофор 15 на фотопроводник 9 с увеличением +1 (знак "+" 15 учитывает количество отражений и оборачивающие свойства проекционного объектива и призмы с крышей), т.е. на электродах 6 и 7 транспаранта 5 образуются зоны облучения с одинако выми распределениями интенсивности. Излучение электролюминофора 15 находится в области спектральной чувствительности фотослоя 9 и является для него управляющим (записывающим) сиг налом, под действием которого фото- слой локально изменяет свое сопротивлениеВ результате этого напряжение Уперераспределяется между кристаллом 8 и фотослоем 9 и угол поворота плоскости поляризации, вносимый электрооптическим модулятором 8, изменяется по отношению к 90 , что вызывает локальное уменьшение пропускания системы: поляризатор 1 - транспарант 5 - полчризатор 2. При этом в тех местах сечения исходного пучка, где интенсивность наибольшая, происходит и наиболее интенсивная засветка фотослоя 9 излучением электролюмннофора 15, что приводит к наиболее сильному изменению угла поворота плоскости поляризации и к наибольшему ослаблению, В результате этого интенсивность выходного пучка вырав-. 45 нивается по сечению.1В конкретном вариантах выполнения исходный пучок может принадлежать разным областям спектра (напри мер, красной, инфракрасной), но во всех случаях он не должен попадать в область. спектральной чувствительности фотослоя 9. В то же время излучение электролюминофора должно быть более коротковолновым (например, синее) и согласованным по спектральному диапазону с фотослоем 9, Эти условия выполняются путем подбора материалов фотослоя 9 и электро- люминофора 15Необходимый для функционирования транспаранта 5 уровень, засветки фотослоя 9 подбирается путем регулировки напряжения 0, от величины которого зависит коэффициент преобразования электролюминесцентного преобразователя 10, выбора коэффициентов отражения светоделительных пластин 3 и 4, зеркала 16 и светосилы проекционного объектива 18.Формула изобретенияОптическая система для выравнивания интенсивности по сечению пучка, содержащая оптически управляемый транспарант, выполненный в виде электрооптического модулятора и фотопроводника, раэмещенньм между прозрачными металлическими электродами, источник питания, подключенный к прозрачным металлическим электродам оптически управляемого транспаранта, светоделительную пластину, проекционный объектив и источник управляющего излучения, причем светоделительная пластина расположена после оптически управляемого транспаранта по ходу луча, а выходная плоскость источника управляющего излучения и фотопроводник оптически управляемого транспаранта оптически сопряжены проекционным объективом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения интенсивности и увеличения быстродействия, в нее введены два поляризатора с взаимно перпендикулярным расположением плоскостей поляризации, вторая светоделительная пластина, зеркало и призма с крышей, а источник управляющего излучения выполнен в виде электролюминесцентного преобразователя, составленного из фото- слоя, оптического экрана и электро- люминофора, размещенных между двумя прозрачными электродами, подключенными к собственному источнику питания, причем вторая светоделительная пластина расположена перед оптически управляемым транспарантом и образует совместно с зеркалом, призмой с крышей и первой светоделительной пластиной замкнутый контур хода луча, электролюминесцентный преобразователь удален от второй светоделитель-, ной пластины на такое же расстояние, что и оптически управляемый транс1282050 Корректор С . Шекмар Заказ 7263/44 Тираж 522 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5Производственно-папиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 -парант, и установлен, так же, как и проекционный объектив в плечах замкнутого контура, коэффициент увеличения при оптическом сопряжении электролюминофора электролюминесцентного преобразователя и фотопроводни- с СоставительРедактор М.Бланар Техред И.Попович 6ка оптически управляемого транспарантя равен +1, а поляризаторы установлены по ходу луча перед второй и после первой све - тоделительных пластин соответственно.