Газовая линза

СОЮЗ СОВЕТСКИХС(ЧМВВЪЧЕПМХРЕОЪБЛИК 02 ИЗОБРЕВИДГГОЗЬСТВУ ОПИ Н АВТО НИЯ АНИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО,ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ 3(56) 1. Мартыненко О.Г., Колесни-.ков П.И., Колпащиков В.Л, Введениев теорию конвективных газовых линз.Иинск, "Наука и техника", 1972,с, 29-31. рис. 4 а, 46.2. Тоже, с.31, рис, 4 в(прототип(54)(57) 1. АЗОВАЯ ЛИНЗА, содержащаячетное число параллельных нагревае"мых цилиндрических стержней, распо" 80.1011501 Д ложенных симметрично относительно ее продольной оси, о т л и ч а ю " . щ а я с я тем, что, с целвю увеличения оптической силы и уменьаения аберраций,за счет увеличения градиента показателя преломления, .танген-циально выпуклым поверхностям нагре.ваемых цилиндрических стержней рас" юложены плоские сопла Лаваля, обеспечивающие сверхзвуковые потоки газа.2. Газовая линза.по и, 1, о т лйчающаяся тем,.Юо, с целью обеспечения возможности плавного регулирования ее оптических ха" рактеристик, нагреваемые цилиндричес- . кие стержни расположены. с возможно-стью перемещения в поперечной плоско- сти относительно продольной оси линзьь.10Изобретение относится к технической оптике и может быть использованопри создании фазовых корректоров дляоптических линий связи, а также дляфокусировки мощных оптических излучений.Известны газовые линзы, содержащие одну или несколько нагревательных спиралей Г 1 3.Недостатком этих устройств является малая оптическая сила, Увеличение же оптической силы путем повышения температуры спиралей ограничива:ется возрастанием конвективных потоков, нарушающих фокусирующую конфигу"рацию температурного поля и, тем самым приводящим к увеличению аберраций.Известна газовая линза, содержащая четное число параллельных нагреваемых цилиндрических стержней, расположенных симметрицно относительноее продольной оси 1 21,Недостатком известного устройства является невозможность получениязначительных радиальных градиентовпоказателя преломления среды вдольего оси, что: накладывает ограниченияна оптическую силу устройства. Так,при больших апертурах, вследствиеочень близкого расположения параллельных нагреваемых цилиндрическихстержней, происходит быстрое выравнивание радиального градиента температуры, что значительно уменьшает оптическую силу газовой линзы,При больших же температурах, вследствие оцень далекого расположенияпараллельных нагреваемых цилиндрических стержней, происходит неоавномерное нагревание периферийных и аксиальных областей газовой линзы,что приводит к появлению значительных аберраций, ухудшающих оптическиехарактеристики устройства.Целью изобретения является увеличение оптической силы и уменьшениеаберраций, а также обеспечение возможности плавного регулирования оптических характеристик газовой линзы.Поставленная цель достигается там,что в газовой линзе, содержащей четное число параллельных нагреваемыхцилиндрических стержней, расположенных симметрйчно относительно ее продольной оси, тангенциально выпуклымповерхностям нагреваемых цилиндрических стержней расположены плоские соп 11501 2ла Лаваля, обеспечивающие сверхзвуковые потоки газа,Кроме того, поставленная цельдостигается тем, что в газовой линзенагреваемые цилиндрические стержнирасположены с возможностью перемещения в поперечной плоскости относительно продольной оси линзы,На фиг, 1 схематически изображена1 О предлагаемая газовая линза, общий вид,на фиг. 2 - то же,сечение.Газовая линза состоит из параллельных нагреваемых цилиндрическихстержней 11 расположенных с возможно 15 стью перемещения в поперечной плоскости относительно продольной оси.Тангенциально поверхностям нагреваемых цилиндрических стержней 1 расположены плоские сопла 2 Лаваля,20 обеспечивающие сверхзвуковые потокигаза 3, выходные сечения М (Фиг. 2).сопел 2 Лаваля нормальны поверхностям цилиндрических стержней 1.Газовая линза работает следующим25 образом.В плоских соплах 2 Лаваля организуются сверхзвуковые потоки газа 3,например воздуха. Пройдя выходныесечения 1 сопел 2 Лаваля, за счетэффекта Коанда, основанного на прилипании плоской тангенциальной струик выпуклой поверхности, потоки газа3 прилипают к цилиндрическим стержням1 и уходят из области охватыьаемойэтими стержнями (,фиг. 2 штриховые лиЗ 5 нии ),При движений газа 3 вдоль искривленной нагреваемой.поверхности благодаря центробежному ускорению и градиенту температуры создаются градиенты давления и плотности, направленные от обтекаемой поверхности коси линзы, В результате, практицески по всей длине газовой линзы, поддерживается одно и то же радиальноераспределение градиента показателяпреломления газа, Параллельный пучоксвета, входящий в область, охватываемую нагреваемыми цилиндрическимистержнями 1, под воздействием созданного радиального градиента показателяпреломления сжимается в направлениипродольной оси симметрии газовой линзы (фиг. 1 стрелками). Благодаря использованию сверхзвуковых потоков55 газа в предлагаемой линзе достигаются максимально возможные дпя газовой линзы градиенты показателя преломления. По этой причине предложенное3 10115014 устройство позволяет значительно уве- ее оптических характеристик от усличить оптическую силу и существенно ,ловий окружающей среды, возможность уменьшить абберации газовой линзы. обеспечения большей. апертуры при Так, при небольших апертурах даже той же оптической силе, независимостьУф вследствие близко расположенных па- у влияния на работу устроиства земного раллельных цилиндричееких стержней ускорения вследствие значительно пре-. не происходит выравнивание радиаль- восходящего его центробежного ускореного градиента температуры благодаря ния в прилипших .струяХ, а также воээффекту прилипания выходящих потоков можность осуществления плавной регугаза из плоских каналов к поверхно" 16 лировки оптических характеристик уст" стям стержней, При больших же:апперту- ройства.рах аберрации минимальны, так какЭффективность предложенного уствследствие интенсифицирования процес- ройства можетоцениваться улучшением сов теплопереноса, цагревание:пери- ,основных характеристик газовой лин" ферийных и аксиальных областей га зы - увеличение оптической силы и зовой линзы равномерно и, следова- уменьшение аберраций и расширением тельно, радиальный градиент показа- ее функциональных возможностей, т.е. теля преломления Ьстанется постоянным. приобретением нового свойства,. заклюПредложенное устройство обладает чающегося в возможности плавного реследующими преимуществами: уменьше- в гулирования ее.оптических характерисна длина самой линзы, независимость ,тик.10 1101 ие.Г Составитель В,АндреевТехред В.Двлекорей:. Корректор Ю.Мака актор А.Хи 3 Тираж 939 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раувская Наб., д, 4/5 2 ббМ 2 роектная,иал ППП "Патент", г. Ужгор