Газовая линза

 

1.ГАЗОВАЯ ЛИНЗА, содержащая четное число паралЬелЬных нагрёваё-; мых цилиндрических стержней, распо-: ложенных симметрично относительно ; ее продольной оси, от л и ч а ю - ; щ а я с я тем, что, с целью увеличения оптической силы и уменьшений |абе( за счет увеличения градиента показателя преломления, тангенциально выпуклым поверхностям нагреваемых цилинд| жческих стержней рас|полотены плоские Лаваля, обесшечйвающие сверхзвуковые потоки газа. 2, Газовая линза.по п, 1, отличающаяся тем, «Иго, с целью обеспечения возможности плавного регулирования ее оптических характеристик , нагреваемые цилиндрические стерж «1 расположены с возможностью перемещения в поперечной плоско СТИ относительно продольной оси ЛИНЗЫ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО,ИЧИЮМЧ

РЕСПУБЛИК

3Q9 02 В 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИД ГГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 0COP

ПО. ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3378719/18-10 (22) 04. 12 .81 (46) 15.04.83. Бюл. и 14 (72) Е.И.Андрейчик, Д.А.Аакинадзе, Б.Б.Виленчиц, А.А.Ждановский и Г.Г,Старобинец (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко (53) 535.823(088.8) (50) 1. Мартыненко О.Г., Колесни-. ков П.И., Колпащиков В.Л. Введение в теорию конвективных газовых линз.

Иинск, "Наука и техника", 1972, с. 29-31. рис. 4а, 46.

2. То же, с. 31, рис. 4 в (прототип) . (5")(57) 1. АЗОВАЯ ЛИНЗА, содержащая четное число параллельных нагревав" . мых цилиндрических стержней, распо-.,SU„, 1011501 - Д ложенных симметрично относительно ее продольной оси, е 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" ложены 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 цилиндрические стержни расположены. с возможно- g стью перемещения в поперечной плоско-- сти относительно продольной оси линзы,.

3 10

Изобретение относится к технической оптике и.может быть использовано при создании фазовых корректоров для оптических линий связи, а также для фокусировки мощных оптических излучений.

Известны газовые линзы, содержащие одну или несколько нагреватель ных спиралей 1 3.

Недостатком этих устройств явля:ется малая оптическая сила, Увеличе ние же оптической силы путем повыше-! ния температуры спиралей ограничива:ется возрастанием конвективных потоков, нарушающих фокусирующую конфигурацию температурного поля и, тем самым приводящим к увеличению аберраций.

Известна газовая линза, содержащая четное число параллельных нагреваемых цилиндрических стержней, расположенных симметрично относительно ее продольной оси $2), Недостатком известного устройства является невозможность получения значительных радиальных градиентов показателя преломления среды вдоль его оси, что: накладывает ограничения на оптическую силу устройства. Так, при больших апертурах, вследствие очень близкого расположения параллельных нагреваемых цилиндрических стержней, происходит быстрое выравнивание радиального градиента температуры, что значительно уменьшает оптическую силу газовой линзы.

При больших же температурах, вследствие очень далекого расположения параллельных нагреваемых цилиндрических стержней, происходит неравномерное нагревание периферийных и аксиальных областей газовой линзы, что приводит к появлению значительных аберраций, ухудшающих оптические характеристики устройства.

Целью изобретения является увеличение оптической силы и уменьшение аберраций, а также обеспечение возможности плавного регулирования оптических характеристик газовой линзы.

Поставленная цель достигается там, что в газовой линзе, содержащей четное число параллельных нагреваемых цилиндрических стержней, расположенных симметрйчно относительно ее продольной оси, тангенциально выпуклым поверхностям нагреваемых цилиндрических стержней расположены плоские соп11501 2 ла Лаваля, обеспечивающие сверхзвуковые потоки газа.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что в газовой линзе нагреваемые цилиндрические стержни расположены с возможностью перемещения в поперечной плоскости относительно продольной оси линзы, На фиг. l схематически изображена

1О предлагаемая газовая линза, общий вид, на фиг. 2 - то we, сечение.

Газовая линза состоит из параллельных нагреваемых цилиндрических стержней 1 расположенных с возможно15 стью перемещения в поперечной плоскости относительно продольной оси.

Тангенциально поверхностям нагреваемых цилиндрических стержней 1 расположены плоские сопла 2 Лаваля, о обеспечивающие сверхзвуковые потоки газа 3, выходные сечения М (Фиг. 2)

:сопел 2 Лаваля нормальны поверхностям цилиндрических стержней 1.

Газовая линза работает следующим

Образом.

В плоских соплах 2 Лаваля организуются сверхзвуковые потоки газа 3, например воздуха. Пройдя выходные сечения 4 сопел 2 Лаваля, за счет эффекта Коанда основанного на прилипании плоской тангенциальной струи к выпуклой поверхности, потоки газа

3 прилипают к цилиндрическим стержням

1 и уходят из области охватыьаемой этими стержнями (фиг. 2 штриховые лиЗ5 нии ).

При движении газа 3 вдоль искрив ленной нагреваемой.поверхности благодаря центробежному ускорению и градиенту температуры создаются градиенты давления и плотности, направленные от обтекаемой поверхности к оси линзы, В результате, практически по всей длине газовой линзы, поддерживается одно и то же радиальное распределение градиента показателя преломления газа, Параллельный пучок света, входящий в область, охватываемую нагреваемыми цилиндрическими стержнями 1, под воздействием создан ного радиального градиента показателя преломления сжимается в направлении продольной оси симметрии газовой линзы (фиг. 1 стрелками}, Благодаря использованию сверхзвуковых потоков

55 газа в предлагаемой линзе достигаются максимально возможные дпя газовой линзы градиенты показателя преломле ° ния. По этой причине предложенное

3 1011 01 4 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, независимость

l ад вследствие близко расположенных па- 5 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 воэ" эффекту прилипания выходящих потоков можность осуществления плавной регугаэа из плоских каналов к поверхно- 16 лировки оптических характеристик уст" стям стержней, При больших же;анперту- ройства. рах аберрации минимальны, так как Эффективность предложенного уствследствие интенсифицирования процес- ройства можетоцениваться улучшением сов теплопереноса, цвгревание;:пери- основных характеристик газовой линферийных и аксиальных областей га- 1$ зы - увеличение оптической силы и зовой линзы равномерно и, следова- уменьшение аберраций и расширением тельно, радиальный градиент показа- ее функциональных воэможностей, т.е. теля преломления Ьстанется постоянным. приобретением Hoeoro свойства,. эаклюПредложенное устройство обладает чающегося в воэможности плавного реследующими преимуществами: уменьше- N гулирования ее.оптических характерисна длина самой линзы, независимость,тик..1011501

10 1 I 501

Фиг.2

Составитель В.Андреев

Редактор А.Химчук Техред В.Далекорей: Корректор. I0.Макаренко

Заказ 2б64/23 Тираж 939 Подписное

В ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4