Поляризационная монопризма

(д 2 В 53 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ость. 17,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить угловое поле зрения устр-ва. Монопризма 1 выполнена из одноосного кристалла, оптическая ось которого ориентирована перпендикулярно ребрам монопризмы 1 и под углом к ее входной гра ни 2. Показател ь преломления необыкновенного луча в кристалле превьппает показатель преломления обыкновенного луча. Перед входной гранью 2 монопрпзмы 1 под углями к ней и параллельно ее реорам размещены зеркала 8, 9, обеспечивающие соосность входящего и выходящего пучков.з. и. ф-лы, 2 ил.14205782р,агс 5 п -- ф-- угол преломления осе 5 Н 1 Н- Йхвого луча 6 наклонногопараллельного полевого хпучка на входной грани 2;11=Яе=агсдпе - угол падения луча 7центрального светового опччка на входнуюгрань 2;Р - Ре агс 5 Пйе 51 ПКе+2 е сп 1 ааа дщр,)АВ со 5(В - 31)со 5 сро А В со 5(В - 1)с где А и 1 О от, ВОАС льныи доБрюстера нного луяе= агс 1 д п( - ) 1 е=аг 1Изобретение относится к поляризационным элементам поляризационо-оптическисистем и приборов, а именно к поляризационным монопризмам из двупреломляющикристаллов.Цель изобретения - увеличение угловогполя зрения монопризмы, а также обеспечение соосности выходящего и входящегпучков,На фиг. 1 схематически представленпредлагаемая поляризационная монопризма 10с ходом лучей, главное сечение; на фиг. 2 -конструкция устройства, обеспечивающегосоосность выходящего и входящего пучков.Поляризационная монопризма 1, отклоняющая поляризованный световой пучокна прямой угол относительно направлениявходящего неполяризованного пучка и обладающая минимальными потерями на отражение, выполнена из одноосного кристаллас показателем преломления необыкновенного луча большим, чем показатель преломления обыкновенного луча, например, из кристалла каломели НрС 2 и ограничена соседними входной 2 и выходной 3 преломляющими, отражающей 4 и нерабочей 5 гранями.При этом оптическая ось 2 кристалла ориентирована перпендикулярно к ребрам приз.25мы 1 и под углом ае=агс 1 д() к ее входнойи,грани 2, а углы между гранями призмы и ихширина определяются в соответствии с соотношениями;А =90 - ае+1 зе; В =ае+ 12 е; С=90 - ао,б В О со 5 РАВ - .5 пае; АВ со 5(В - о 1)углы, образуемые входной гранью 2 с выходной 3 и отражающей 4 гранями, соответственно; угол между выходной 3 и нерабочей 5 гранями; ширина входной 2, отражающей 4, нерабочей 5 и выходной 3 граней соответственно;угол, дополните90 к углудля необыкновеча е;угол полного внутреннего отражения обыкновенного луча 0;угол падения необыкновенного луча Е 6 на отражающую грань 4;- угол падения необыкновенного луча 6 Р на выходную грань 3;- агс 51 П(-СО 5(е 2 е 10+1 Зе)1)11 еугол отклонения луча 6 наклонного параллельного пучка от осевого луча 7 центрального пучка на входной грани 2;ло, и, - обыкновенный и необыквенный показатели преломления кристалла;д - входная апертура призмы (ширина/диаметр) входящего светового пучка. Поляризационная монопризма может быть дополнительно снабжена двумя зеркалами 8 и 9, установленными перед входной гранью 2 призмы 1 параллельно ее ребрам под углами (67,5 - ае) и (112,5 - ае) к указанной входной грани. При этом элементы 8, 9, 1 закреплены в корпусе 10, установленном с возможностью вращения вокруг общей оси входящего и выходящего пучков. Дляпояснения работы монопризмырассмотрим ход осевого луча 7 центральногонеполяризованного пучка, падающего навходную грань 2 призмы 1 под углом БрюстЕРа 11 е=аГС 1 дае ПРИ ОРИЕНТИРОВКЕ ОПтнческой оси Л кристалла с пе)ио перпендикулярно преломленному необыкновенномулучу Е 6 с углом преломления 11,=90 - ре==ае. Обыкновенный луч, изображенныйпунктиром на фиг, 1, преломляется на входной грани 2 с другим углом преломления= - агс 5 п(5 Пр,/ао)=агс 5 п(соза,/по), т. е,клоняется от необыкновенного луча Е 6на угол Л 11=110=11 е. Углы падения на отражающую грань 4 этих лучей, расходящихся,е , аПОд УГЛОМ Л 1, раЗНЫЕ: 12 е И 20=12 е - Л 11. Прнусловии 2 е+12 е=90 отраженный луч 6 Р становится обыкновенным и угол падения 2 енеобыкновенного луча Е 6 определяется иззакона двулучеотраженияПе 5 П 12 е=й 051 П 12 е= - ПОС 0512 е(1)12 е=агс 1 д ( - ),11 еВследствие того, что углы отражениялучей разные: 120=20=2 е - Л 1, 12 е=90 - 12 е,угол расходимости после их отражения отграни 4 увеличивается и становится равным:Л 12= 2 е 20=90 - 21 с Л. ( 2)Формула изобретения гра- ющей- агс 1 д гс 51 п (-1 - );Иогс 1 д (ид);Ие 12 агс 1 д---- ;с 05 2 АеЯой Ие аГС 51 П---- ; зщй -Я) и2. М тем, что ходя ще нительн новленн паралле - а,) и 5 рани. 42057Углы их падения на выходную грань 3 определяются из условий перпендикулярности входящего 7 и выходящего 11 лучей, а также падающего Еб и отраженного 6 Р лучей на отражающей грани 4, из которых следует очевидное равенство углов отклонения у и у преломленных лучей на входной 2 и выходной 3 гранях от падающих на них лучей у=11 13 е=90 2 ае=у =13 е 13 еС учетом этого равенства из закона преломления луча 6 Р на выходной грани О ПО 51 П 13 е=51 П 13 е ОПрЕдЕЛяЮтСя 13 е -- аГС(дф 2 - ; 1 Зе=аГС 51 П(ПО 51 П 13 е)Ио МЯЛи с учетом равенства (2)1 зо=1 зе - Л 12, 1 зо=а Гс 51 п(по 51 п 1 зо). (4)Следовательно, в соответствии с (4) и (3)угол расходимости поляризованных лучей 11и 12, выходящих из призмы, равенЛсз=Кзе - 1 зо ( 5)Из рассмотрения хода наклонных к центральному осевому лучу 7 осевых лучей би 13 полевых параллельных пучков легкозаметить, что предельные углы их наклонаО, р определяются при заданных 0(90 -- 11=а(90 - 13 е ИЗ РаСЧЕтОВ ХОДа ЛУЧа13 в прямом и луча 6 в обратном ходе. ПриэтомО=1 Зе - а ГС 51 П 1 ПО 51 П 13 е 12 е+ д ГС 51 П( - 51 П(ае+12 е Гре)(6 а выражение для р было указано.Пример. Для конкретного примера выполнения поляризационной монопризмы из кристалла каломели Н 2 С 2 с п,=2,621; по==1,962 по приведенным формулам для определения А, В, С, АВ, ВВ, СВ 1 АС, а также( - 6) вычислены параметры и соотношения:11=69,12, 11 е=ае= - 22,88, 11 о=28,44,Л 1 1=-7,56;12 е= 36 82 у 12 е= 53, 1 8120 - 120 - 29) 26Л 12=23,92,1 зе=29,92; 1 зе= 78 1 6; безо= 613 о: 1 1 8340Л 1 з=бб,33,А=99,04; В=57,70, С=59,36,р=2,61; р=11,84; 0=20,88, ОАВАВАВ0 3565. ЬО 1 176. Ас 1 233 В монопризме из кри начальный угол расходимо поляризованных лучей о Он существенно возраста Л 12=23,92 после отражен щей грани и в еще более з пени увеличивается после на выходной грани Л 1 з=б чивает большое угловое по на входе р+0=23,49 и на =26,17. Область светопр сталла каломели сти ортогональнои е Л 11=7,56. ет до величины ия от отражаюначительной степреломления их 6,33, что обеспеле зрения призмывыходе р+О= опускания крис 84талла каломели простирается от видимойв инфракрасную до длины волны -20 мк. 1. Поляризационная монопризма, отклоняющая световой пучок на прямой угол, выполненная из одноосного кристалла с необыкновенным показателем преломления больше обыкновенного, ограниченная соседними входной и выходной преломляющими, отражающей и нерабочей гранями, отличаю- иаяся тем, что, с целью увеличения углового поля зрения, оптическая ось кристалла ориентирована перпендикулярно ребрам призмы и под углом а;-агс 1 р( - ) к ее входной грани,еЕа углы между гранями призмы и их ширина определяются в соответствии с соотношениямиА =90 - а,+1 зе, В=ае+12 С=90 - сто, АВ . СЯеЯм, Ав со 5 ТВ-Ю углы, образуемые входн нью с выходной и отраж гранями соответственно; угол между выходной и чей гранями;- а ГС 51 П фСО 5(12 е - 1 ГО+13 е) ; быкновенный и необыкновеный показатели преломления ристалла;ходная апертура призмы.изма по п. 1, отличающаяся 1 ью обеспечения соосности выходящего пучков, она дополжена двумя зеркалами, уста- еред входной гранью призмы ее ребрам под углами (67,5 - ,5 - ае) к указанной входной1420578 12 ель В. Кравчен Верес Тяско ыти ктная,Редактор С. Лисина Заказ 4 328/53 ВНИИПИ Государственн 113035, М Производственно-полигКорректор А.3 ПодписноеСР по делам изобретений и оРаушская наб., д. 4/5приятие, г. Ужгород, ул. Прое