Устройство для измерения параметров линейной поляризации светового пучка

х СООЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСГУБЛИН 94 001 Ю 4 ввй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт физики АН БССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕИНОИ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТОВОГО 57) Изобретение относится к нзмер тельной технике и может быть использовано для измерения параметров линейной поляризации светового пучка. ЦелЬ изобретения - повышение быстродействия. Устройство состоит из анализатора 1, выполненного в виде конуса иэ диэлектрического материала с углом Брюстера при основании, Анализатор 1 помещен в отражатель 2, выполненный в виде щарового сегмента с прозрачньаю основанием и входным отверстием для прохождения светового пучка. За основанием отражателя расположено многоэлементное регистрирующее устройство 3, выполненное в виде мно элементного фотоприемника, 1 э .и. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится. к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров линейной поляризации светового пучка.У 5Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг2 - расположение фотоприемника; на фиг,3 - 10 угловая. зависимость интенсивности сигнала, регистрируемого элементами фотоприемника.Устройство для измерения параметров линейной поляризации светового пучка содержит анализатор 1, отражатель 2 и регистрирующее устройство 3, Анализатор 1 представляет собой конус, изготовленный из оптически непрозрачного диэлектрического матерна ла с углом Брюстера при основании. Отражатель выполнен в виде шарового сегмента, на внутреннюю поверхность которого нанесено зеркальное покрытие с коэффициентом отражения 0,99, 25 Оси симметрии отражателя и анализатора совпадают, Шаровой сегмент в верхней части для прохождения светового пучка имеет отверстие диаметром, не превышающе диаметр основания кону са, Регистрирующее устройство расположено эа отражателем перпендикулярно его оптической оси, В качестве регистрирующего устройства используется набор линейных многоэлементных приемни ков, расположенных по сторонам многоугольника АБСИД (фиг.2). Выбор соотношения для определения параметров элементов устройства в ме ридиональной плоскости проводится на основании требования схождения лучей в области регистрирующего устройства 3 (фиг. 1). В саггитальной плоскости требования к параметрам устройства согласуются с условием телескопичного хода лучейа =,-"- - ,. (1)ЕсоеюЯ50 где Й, - расстояние. между точками отражения центрального луча(отличен стрелкой) на поверхностях конуса и сферическогоотражателя; 55г и Н - соответствующие радиусы кривиэны указанных отражающихповерхностей;Б - угол Брюстера (1 КИБ=п, и показатель преломления материала конуса).В конкретной реализации устройства радиус В сферической поверхности и положение ее центра на оптической оси устройства удовлетворяют условию равенства высот конуса Ь и шарового сегмента Ь. Диаметр основания шарового сегмента Й связан с его высотой Ь и радиусом В соотношением 6= 2 Ь -- 1,2 ББ(3) связывающее диаметр 6 основания сферического отражателя с его радиусом В, диаметром б основания конуса н углом Брюстера Ыб. Диаметр отверстия в верхней части отражателя выбран равным (нли несколько меньше) диаметру основания конуса, чтобы весь световой пучок падал на боковую поверхность конуса.В конкретной реализации устройства материалом для изготовления конуса служит поглощающий диэлектрик типа стекла НСс показателем преломления в=1,51. Угол прн основании конуса равен углу Брюстера Ы =56 33. Диаметр основания конуса 6=26 мм. Диаметр основания сферического отражателя й=48 мм. Радиус поверхности сферического отражателя 3=25 мм, Регистрирующее устройство иэ набора ли-, нейных многоэлементных приемников располагают на удалении 12 мм от основания.Устройство работает следующим образом.Параллельный лучок света направляется на конический анализатор 1 вдоль тего геометрической оси. Угол падения света на боковую поверхность конуса обеспечивается при этом равным углу Брюстера, вследствие чего отраженное излучение полностью поляризуется. Прн этом колебания электрического вектора лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости падения пучка. Отражатель 2 изменяет направление распространения падающего на него света и преобразует его в пучок, сходящийся в плоскости регистрирующего устройства, Таким образом, в1441209 з 4плоскости регистрирующего устройстваосуществляется засветка светочувст- ройства по сравнению с прототипом яввительных элементов в кольцевой зоне ляется повышение быстродействия в4адиусом г. 11 ирина кольца определя" 5 1 О раз, точности изм рения степениется угловой расходимостью падающего поляризации в 2 раза, азимута поляриизлучения. В случае использования зации в 5-6 раз. Кроме того, воэможнабора линейных фотоприемников шири- но использование его в качестве по"на кольцевой зоны увеличивается до ляриэатора для получения световогооптимальной величины путем расфокуси пучка в виде цилиндра, имеющего вро ковки светового пучка (фиг. 2).своем сечении кольцо, в котором наРаспределение интенсивности света правление колебаний электрическогого1(д) вдоль кольцевой зоны отражаетвектора расположено параллельно касостояние поляризации исследуемого сательной.светового пучка. В случае естественного света Х(И)=сопз 1. В случае пол- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и якостью поляризованного пучка с фиксироваанньи значением азимута поляриза-1. Устройство для измерения пара-.етовоции зависимость Х( Ю) подчиняется зако- метров линейной поляризации световну Иалюса 1( И=1 сов И (фиг.З). По 20 го пучка, содержащее оптически свяугловому положению Ы минимума 1 Ы ) занные и последовательно расположенопределяется азимут поляризации све- ные по ходу пучка анализатор, выполго пучка относительно плоскости ненный с отражающей поверхностью,тово ие еренции РР. Степень поляризации расположеннои под углом Бр рсветового пучка определяется по фор- регистрирующее у25 т ее стройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюмулеповышения быстродействия, анализаторХцеи 1 ммнвыполнен в виде конуса из дизлектриС+Т ического материала с углом БрюстераПогрешность определения степени ЗО при основании, конус расположен вполяр изации зависи 1 от погрешности отражател Р ре с п оз ачным основанием,и 1 и составляет при этом отражатель выпол фори и со неи в меизмерения Т и , и соента Ось симметряа ко 0 57. Точность определения азимута шарового сегмента, Ось сим ряаполяризации зависит от контрастной.ОчнОсть опр дторог о совп ает с осью конуса, осадон са становлено на прочувст вительности элементов фотопри- З 5 нование к у увхо огоемника и их числа, пр иходящего на зрачном основании, диаметр днединицу длины кольцевой зоны. При ис- отверстия шарового сегмента не превыпользовании для регистрации комплекта шает ди рт амет а основания конуса, а выиз шести лине ныхй фотоприемников ти- сота шарового сегмента не превышаетпа К 1200 цЛ 2 с 2048 элементами каж высоты конуса, причем регистрирующеенено в виде многодый на кольцевой зоне радиусом г= устройство выполнено ид=20 мм погрешность определения азиму- элементного фотоприемника.та поляризации Ы составляет 10 для , р(2 Уст Ойство по и, 1, 0 т л иполностью поляризованного света и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью30 для частично поляризованного. 45 повыш ения точности измерений, диаметрКонструкция устро ства,й выполнен прозрачного основания определяетсяная в виде оптически связанных кони-формулойческого анализатора и сфьрическогоа=а-4 --- )",отражателя, обеспечивает возможность .а=асроддновременной засветки всех фотопритй поверхноемных элементов регистрт ирующего уст- где В - радиус отражающея че быстродейст- сти шарового сегмента;ройства, благодаря чему ыс6 - диаметр основано ания конусаФвие излучения параметров поляризацииМ144209 Составитель В.РандошкинТехред Л.Сердюкова Корректор И.Иаксимишинец оРедактор И.Келеиеш Тираж 499 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 6277/43 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4