Устройство для фокусировки свч-излучения в прямоугольник

(,2о гу) - угол падениоси ОХг,я пу на зеркало в пло=а г - коорд с направлен ны волновог й (г) = ЧЧ (г) = Л длина Я - рассфокальной и ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССМ 1314291, кл. 6 02 В 5/10, 1987(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРЯМОУГОЛ Изобретение относится к созданию элементов квазиоптических систем, служащих для преобразования волновых фронтов СВЧ-излучения и может быть использовано, в частности в установках, используемых для обработки материалов пучком эффективно сфокусированного излучения.Цель изобретения - фокусировка СВЧ- излучения в прямоугольник с равномерным распределением интенсивности в прямоугольном сечении пучка в фокальной плоскости.Для этого в устройстве для фокусировки, выполненном в виде отражающего элемента, отражающий элемент выполнен в виде зеркала, форма поверхности которого определяется системой двух уравненийа=а(у),Р =ф(х, у),где х, у - координаты точки в прямоугольной системе координат с началом в центре зеркала, осью ОХ параллельной фокальной плоскости, и осью ОУ перпендикулярной падающему на зеркало пучку; а (у) - угол а 9(Ы(1 о 1 734064 А 1(57) Изобретение относится к квазиоптическим системам и может быть использовано в установках для обработки материалов сфокусированным излучением Цель изобретения - обеспечение равномерности распределения интенсивности в .прямоугольном сечении пучка в фокальной плоскости - достигается фокусировкой гауссового пучка от источника излучения с помощью зеркала, форма которого определяется из системы уравнений. 3 ил,наклона касательной и кной сечением плоскостьной оси ОХ зеркала в точопределяемой из соотнош УС 9(ината по оси Ог, совпадающей ем пучка; В (г) - радиус кривизо фронта волны,волны излучателя;ояние от начала координат до лоскости;элемента, проекция которого на ось ОХ равна бх.Учитывая это условие, а также условие равной интенсивности по координате х, аналогичное условию (3), получим1 х1 - (3 +у) 19 (2 Р(х, у) - 0(х)С 2, (9)Очевидно также, что(10)Из соотношения (9) находим выражение дляопределения Р (х, у)Р(х,у)= - агсщ+ х1 г 1э+у х,(. ( 1 - -) с4. - р ( х ) (1 1)Параметры Р (х, у) и а (у) полностьюопределяют кривизну поверхности отражающего элемента,На фиг.1 - изображено предлагаемоеустройство, работающее на отражение; нафиг.2 - схема преобразования пучка поверхностью зеркала; на фиг.3 - схематическоепредставление предложенного устройства.Предложенное устройство представляет собой отражающий элемент, выполненный в виде зеркала 1, расположенного,нарасстоянии (Я) до фокальной плоскости (поверхности объекта), перпендикулярной к направлению распространения отраженногоизлучения, с прямоугольником 3, на который производится фокусировка.Отражающий элемент предлагаемойформы, решающий задачу фокусировкиСВЧ-излучения в прямоугольник, можетбыть изготовлен различными существующими в настоящее время технологическимиметодами (например, механическими, ионного травления, методами создания намивного рел =фа). При изготовлении этихотражающих элементов необходимо обеспечить достаточно высокую точность, чтотребует применения современной техники,особенно при механическом изготовлении.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Отражающий элемент преобразует пучок падающего на него излучения в отраженный, обеспечивающий требуемыйпроцесс фокусировки в фокальной плоскости.В качестве примера устройства для фокусировки СВЧ-излучения в прямоугольникбыла рассчитана форма поверхности зеркала для обработки поверхности защитных пленок гиротронным излучением миллиметрового диапазона.Формула изобретенияУстройство для фокусировки СВЧ-излу 5 чения в прямоугольник, содержащее отражающий элемент и источник излучения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения равномерности распределения интенсивности в прямоугольном сечении10 пучка в фокальной плоскости, отражающийэлемент выполнен в виде зеркала с формойповерхности определяемой системой уравнений/а =а(у),15 ф =Р(х, у),где х, у - координаты точки в прямоугольнойсистеме координат с началом в центре зеркала, осью ОХ параллельной фокальной плоскости, и осью ОУ перпендикулярной20 падающему на зеркало пучку, а (у) - уголнаклона касательной к кривой, образованной сечением плоскостью перпендикулярной оси ОХ зеркала в точке с координатой у,определяемой из соотношения25397(у) - угол падения пучка на зеркало в плоскости ОУЕ,35 У ф (У) = д Гс 19 ( ( :2- координата по оси ОЕ, совпадающейс направлением пучка,Я (г) - радиус кривизны фронта волны,с (с( = с. (1" ),сс. = с(с),Г 5 Ч,А - длина волны, излучения, Я - рассто 45 яние от начала координат до фокальной плоскости,(у) =(о, у, с,где(х, у, г) - функция интенсивности гауссова пучка, определяемая выражением502+ 2(х, у, 2) = 1 О ехр (- ), 1 О=сопзт;х +уй(г)б - расстояние от источника излучениядо начала координат;552 а2 а, 2 Ь - размеры прямоугольного сеченияпучка в фокальной плоскости;Р (х, у) - угол наклона касательной ккривой, образованной сечением поверхно1734064 10 сти зеркала плоскостью перпендикулярнойоси ОУ, определяемой из соотношения Р(х у)= - агст 9+ х1 г 1з+у ср(х) - угол падения пучка на зеркало аплоскости ОХЛ=Я, о, с),5 РЯ г) С 2=1734064 Составитель В.ДеткаТехред М.Моргентал ектор Э.Лончаков Редак сильев аказ 1669 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагари