Оптическая система

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 056 А 51) Г 02 В 6/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ енко ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СОИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 693749, кл. Р 2 1 Ч 7/00, 1977,(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может бытиспользовано в установках для монохроматического облучения объектовна разных дальностях и в устройствах с использованием белого светадля спектрального облучения, Цельюизобретения является повышение степни рассеяния лучистого потока и обепечение оптимальной плотности облучения разноудаленных объектов. Оптическая система содержит источник 1излучения и пластину 2, выполненнуюв виде набора ячеек с зонами из оптического материала разных показателей преломления. В рациальном направленни от центра пластины 2 зоны размещены в возрастающе-убывающей последовательности по значениям показателей преломления, при этомкаждаяячейка содержит более двух зон, Поток лучистой энергии от направленного источника 1 прохгдит через пластину 2 и преобразуется в конусныекольцевого сечения потоки, Предложены некоторые усовершенствования системы для повышения степени рассенияизлучения в регулируемом угле на выходе из пластины, 3 э,п, ф-лы, 8 ил,Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частностп коптическим приборам с использованием оптических волноводов и можетбыть использовано в установках длямонохроматического облучения, например, лазером одних и тех же объектовна разных дальностях, в устройствахс использованием белого света дляспектрального облучения,Цель изобретения - повышение степени рассеяния лучистого потока иобеспечение оптимальной плотностиоблучения разноудаленных объектов путем плавного изменения угла рассеяния лучистого потока.На фиг.1 изображена оптическаясистема, общий вид, на фиг,2 - пластина; на фиг.3 - ход лучей в пластине; на фиг.4 - пластина, вариант;на фиг.5 - две последовательно установленные пластины на фиг.б - то же,с наклоном второй пластины; нафиг.7 - схема изменения угла рассея 1ния лучистого потока; на фиг.8структура светового потока на выходеиз системы, вариант.Оптическая система содержит источник 1 направленного излучения ипластину 2 (фиг.1), выполненную ввиде ячеек 3 (фиг.2) с зонами 4-5-6-7из оптического материала с разнымипоказателями преломления, напримери сп и сп . В радиальном направле 1 г4нии от центра 8 пластины (фиг.2) эоныразмещены в возрастающе-убывающейпоследовательности, например 4-5-6-54-5-6-5-4 и т.д. (фиг.З). В каждойячейке содержится более двух зон,которые могут иметь любую форму, нодолжны быть замкнуты (фиг,4), Нафиг.5 пластина 2 состоит из двухпоследовательно установленных пластин: пластины 9, осуществляющейпредварительное преобразование апертур, и пластины 10 для дисперсногорассеяния, Пластина 10 может бытьразмещена с наклоном к пластине 9(фиг.б) и снабжена приводом 11 длявращения вокруг оси 12, перпендикулярной поверхности 13 пластины 9. Нафиг.7 система снабжена приводом дляразворота оптической оси 14 источника 1 излучения и входной поверхности13, например, вокруг центра 8 пластины 2,Оптическое устройство работает следующим образом. Пучок лучей от источника 1 (фиг. 1),падающий на входную поверхность 13пластины 2, одновременно попадает,на5группу ячеек 3 (фиг.2) и на различные зоны 4,5,б и 7. Допустим, что вкаждой ячейке имеется по три эоны4,5 и 6, выполненные из оптическогоматериала с показателями преломлениясоответственно просп сп. Лучистьппоток, входя в различные эоны, распространяется через пластину 2 засчет многократных преломлений и френелевских отражений на границах зон4-5, 5-6, 6-4, причем в процессераспространения лучи постоянно меняютсвой азимут относительно оси ячеек,.что приводит к тому, что лучи подходят к выходной поверхности пластины с различными азимутами и в итогевыходят в виде расходящихся конусовкольцевого сечения, Ширина колец изменяется в зависимости от угла расходимости пучка лучей от источника 25. и диаметра пластины (сечения пучкана входном торце). Однако, падая наповерхность 13 входного торца пластины 2 под одним и тем же углом(см.фиг.З), они на выходе будут иметь 30различные углы наклона в зависимости от равенства или степени различияпоказателя преломления середы, навходной торец которой они упали,и среды, из выходного торца которой 35они вышли. При равенстве этих показателей преломления углы наклонана входе и на выходе равны, в случае различия показателей преломления указанные углы не равны, Посколь ку лучи выходят из сред с разнымизависимостями показателя преломленияот длины волны (разной дисперсией),то углы наклона лучей на выходе также зависят от длины волны и частьсветящихся колец оказывается окрашенными. На фиг.З схематически показано прохождение лучей через пластину 2 при входе их в различные зоны45 и б.В случае применечия в оптическойсистеме пластины 2, выполненной ввиде двух пластин 9 и 10 (фиг,5),пучок лучей, падающих на входнуюповерхность 13 под одним углом, выходит из первой пластины 9 в виде потока лучей разньх апертур, На входную поверхность второй пластины10 падает теперь поток лучей подразными углами, а эа счет рассеиваю35 40 5 15 б 10 щего действия пластины 10 из него вы" ходит поток лучей с еще большей дисперсией по апертурам. В сечении выходного пучка увеличивается, число колец при сокращении расстояния между5 ними.Если вторая пластина 10 (фиг.б) будет наклонена к первой пластине 9 и приведена во вращение от привода 11,10. то угол встречи лучей с пластиной 10 будет беспрерывно меняться и, следовательно, будут изменяться направления выхода лучей из пластины 10, а в итоге повысится равномерность освещенности поверхности, помещенной в сечение пучка, цветные кольца исчезнут, освещаемое поле будет белым,11 ри взаимном развороте входной поверхности 13 пластины 2 (фиг,7) и 20 оптической оси 14 источника света изменяется угол падения лучей на пластину 2: при большем угле встречи лучей с пластиной угол Ы рассеяния лучей будет больше, а уменьшение угла встречи ведет к уменьшению и угла К, рассеяния лучей, Поэтому для оптимального распределения плотности энергии на удаленном объекте и при приближении этого объекта к оптической системе несбходимо увеличивать угол встречи излучения с пластиной 2, например, разворачивая источник 1 излучения вокруг центра 8 пластины.. П р и м е р распределения,излучения источника белого света в плоскости, параллельной пластине 2 по фиг, 1,2 и 3 (в ячейках с тремя зонами), показан на фиг.8, где буквой Ф обозначен фиолетовый край кольца, буквой К - красный край кольца, буквой Б - кольцо белого цвета. В оптической системе по 566фиг,5 число колец воэросло более, чем в 2 раза, а в оптической системе по фиг,б все освещаемое поле было белым. Формула и э о б р е т е и и я 1. Оптическая система, содержащаяисточник направленного излучения иузел рассеяния лучистого потока,выполненный в виде волоконно-оптической пластины из набора ячеек сзонами из оптического материала разных показателей преломления, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения степени рассеяния лучистого потока, каждая чейка содержитболее двух соразмерных световедущихзон из материалов с дискретно убывающими или дискретно возрастающимипоказателями преломления.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что узел рассеяниянаправленного лучистого потока выполнен в виде двух последовательноустановленных пластин,3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что втораяпластина размещена с наклоном к первой и снабжена приводом вращениявокруг оси, перпендикулярной к выходной поверхности последней.4, Система по пп, 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюобеспечения оптимальной плотностиоблучения разноудаленных объектовпутем плавного изменения угла рассеяния лучистого потока, она выполнена с возможностью относительногоразворота оптической оси источниканаправленного излучения к входнойповерхности узла рассеяния лучистогопотока.15 б 105 б Составитель С, др Техред Л.Олийнык Корректор Н, Король Редактор А. Долинич Заказ 977 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Иосква, %-35, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат 1 фПатентф, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101