Уголковый отражатель

(5)5 6 02 В 5/122 ПИСАН И А 8 ТОРСКОМУ СВ БРЕТЕН ТЕЛЬСТВ ии институт роблем им,ышлен ность ражатели тетых системах,-23. Фиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Оптико-механическая пр1982, %12, с. 1 - 2.Ханох Б,Ю. Оптические ораэдрического типа в активМинск: Изд-во БГУ, 1982, с, 1 54) УГОЛКОВЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ57) Изобретение относится к оптическомуриборостроению и может быть использоано в навигационных знаках, интерферометрах, дальномерах, а также при контроле "за движением и вибрацией объектов, Цель изобретения состоит в увеличении осевой силы света, отраженного уголковым отражателем, путем сужения диапазона возвратного отражения, Для этого в уголковом отражателе, выполненном в виде трехгранной пирамиды с боковыми ребрами равной длины, два двугранных угла между боковыми отражающими гранями 1 - 3 которой равны к/2, третий угол между этими гранями выполнен равным л /2 (з + 1), где з - целое положительное число, а сам отражатель из готовлен из материала с показателем преломления, который определяется в зависимости от величины и заданного угла диапазона видимости отражателя. 4 ил. 3Изобретение относится к локационной технике и оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве отражающего элемента в навигационных знаках, буях, интерферометрах, маркерах, 5 дальномерах при контроле за движением и вибрацией на транспорте, в авиации, космо" навтике, метеорологии,Цель изобретения - увеличение осевой силы отраженного света путем сужения ди С апазона возвратного отражения при равно- вероятном направлении визирования.На фиг,1 представлен отражатель, общий вид; на фиг.2 - структура его рабочей апертуры; на фиг.3 - индикатрисы угловой 15 апертуры отражателя и диапазона рабочих углов; на Фиг,4 - зависимости осевой силы отраженного света от показателя преломления материала, из которого изготовлен отражатель. 20Уголковый отражатель выполнен в виде трех ранной пирамиды ОАВС с тремя боковыми отражающими гранями 1, 2, 3 и основанием - гранью 4, Двугранный угол между гранями 1 и 2 равенн/2(з+1)(где з - целое 25 положительное число), между гранями 1 и 3 - л: /2 и между гранями 2 и 3 - ж/2. Ребра между гранями 1,2 и 3 имеют одинаковую длину. При этом отражатель изготовлен из материала с показателем преломления и, 30 который удовлетворчет соотношениям к1-":40 сЯс 2 ОРсею"фсо 5 ц )Гъ /Мсов" - ь 1- - -- пои 6 =804(5+)451) где О- заданный угол диапазона видимости 55отражателя. Отражатель работает следующим образом.Падающий коллимированный пучок света входит в отражатель через грань 4 и после ряда отражений от граней 1, 2 и 3 выходит из него в направлении, противоположном направлению падения, Падающий пучок в отражателе может распространяться 4 з+ б возможными способами, отличающимися порядком переотракения от граней 1,2 и 3, при этом в каждом иэ них испытывая 2 з + 3 отражений. При полностью освещенной входной грани 4 падающий пучок разделяется в отражателе на 4 з+ 6 парциальных пучка, которые распространяются в нем различными путями, Поэтому выходной пучок представляет собой суперпоэицию 4 з+ б пространственно разнесенных пучков. Совокупность точек выхода всех пучков от отражателя при полностью освещенной входной грани 4 образует рабочую апертуру всего отражателя. По форме рабочая апертура представляет собой площадку, образованную пересечением фронтальной грани с ее зеркально симметричным иэображением относительно вершины отражателя в направлении оси визирования. На фиг.2 показано расположение рабочей апертуры (выделена толстой линией 5) на фронтальной грани АВС отражателя с з = 1. Рабочая апертура разделена на секторы, соответствующие данному способу переотражения. Границы этих секторов совпадают с проекциями ребер между гранями 1, 2 и 3 и проекциями их зеркальных изображений в отражающих гранях на грань 4 в направлении оси визирования и сходятся в одной точке. На фиг.2 участки различныхсекторов разделены пунктирными линиями б.Уголковый отражатель с ребрами равной длины, выполненный из прозрачного диэлектрика с показателем преломленияи юГ+с работает в режиме полного внутреннего отражения. Угловая апертура, т.е. диапазон его вертикального действия при различных направлениях падения исходного пучка, имеет сложную конфигурацию и зависит от величины показателя преломления п. Диапазон рабочих углов отражателя при равно- вероятном направлении визирования включает в себя ту часть угловой апертуры, которая ограничена пространственным углом в форме конуса. Угол при вершине этого конуса О или диапазон видимости отражателя определяется удвоенным минимально возможным при данном значении углом отклонения оси визирования от нормали к грани 4, совпадающей с осью конуса. На фиг.3, иь 5 ипри 9="8045 где О - заданный угол диапазона видимости отражателя,показана индикатриса угловой апертуры отражателя при з = 1 и и = 1,5 - кривая 7 ииндикатриса диапазона рабочих углов -кривая 8 (область заштрихована). Концентрическими кругами здесь отмечены углы 5между нормалью к входной грани 4 и направлением падающего пучка, Секторныелинии определяют значение азимутальныхуглов падения на фронтальную грань, отсчитываемых против часовой стрелки. 10Показатель преломления отражателя и,при котором уголковый отражатель имеетзаданный диапазон 0 возвратного отражения при равновероятном направлении визирования, определяется из выражений (1). 15При данном показателе преломления отражатель с большим значением з обеспечивает, меньший диапазон возвратногодействия, например в отражателе с и = 1,5угол; С 1 = 16,22 при з = 1; 0 = 12,56 при 3 = 202; 0 = 11,16 при з = 3. При других значенияхз сужение еще больше,При полном внутреннем отражении, т.е.при показателе преломления, определенном по формуле (1), в отражателе происходят изменения амплитудно-фазовыххарактеристик падающей волны. Эти изменения зависят от последовательности пере,отражения от граней 1,2 и 3, Поэтомусектора апертуры отражателя выступают 30как отдельные оптические элементы, формирующие отраженные парциальные пучкис различными состояниями поляризации,Распределение энергии отраженногоизлучения относительно оси визирования в 35зоне дифракции Фраунгофера, определяющее эффективность действия уголкового отражателя в оптических приборах илокационных системах, обусловлено интерференцией парциальных пучков. Осевая сила света, т.е, интенсивность в центредифракционной картины, равна по величине квадрат модуля среднего по площадиапертуры значения вектора Джонса выходного излучения, т.е. где ц - плошадь всей рабочей апертуры;ог площадь 1-го сектора рабочей апертуры;Еы и Ер - ортогональные компоненты электрического вектора электромагнитной волны выходящей из 1-го сектора,На фиг.4 приведены значения в зависимости от и для з = 1(кривая 9), для з = 3 (кривая 10), для з = 9 (кривая 11).Ф о р мул а и зоб рете н ия Уголковый отражатель, выполненный в виде трехгранной пирамиды с боковыми ребрами равной длины, два двугранных угла которой между боковыми отражающими гранями равны к/2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения осевой силы отраженного света путем сужения диапазойа возвратного отражения при равновероятном направлении визирования, третий двугранный угол между боковыми отражающими гранями равен д /2 (з + 1), где 3 - целое положительное число, а сам отражатель изготовлен из материала с показателем преломления и, который удовлетворяет со- отношениям1659947 га уЯ " гг гг ЯФФиг оставитель В. Кравченко Гехред М.Моргентал Корректор М.Демчик Редак.Келемеа Подписноеетениям и открытиям при ГКНТская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 1844 Тираж 340 ВНИИПИ Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж,