Пентапризма

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности устр-ва за счет полной поляризации выходящего отклоненного светового пучка по. отношению к входящему неполяризованному пучку при миним. световых потерях на отражение. Пентапризма выполнена из одноосного кристалла с показателем преломления необыкновенного луча, превышающим показатель преломления обыкновенного луча. Оптическая ось кристалла перпендикулярна нерабочей грани 5 пентапризмы. Параллельно ребрам пентапризмы установлены плоские зеркала 7,8с углом 45° между ними. Пентапризма может быть выполнена из кристалла галогенида ртути. Приведено соотношение, связывающее g углы между гранями пентапризмы л л относительную щирину. 2 з.п. ф-лы, J 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51) 4 G 02 В 5/30, 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ г.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4167528/24-10 (22) 25;1 2.86 (46) 30.09.88. Бюл. К- 36 (71) Институт кристаллографии нм. А. В. Шубникова (72) Ч. Барта, Я. Трнка (CS)

В. А. Шамбуров, Б. Н. Гречушников, 3. Б. Перекалина, Е. А. Евдищенко и А. И. Вислобоков (SU) (53) 535.824.4(088.8) (56) Crystal Research and Technology, 1982, 17, И 4.

Справочник конструктора оптико-механических приборов . Л.: Машиностроение, 1968, с. 232. (54) ПЕНТАПРИЗИА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности

ЛК„1427325 А 1 устр-ва за счет полной поляризации выходящего отклоненного светового пучка по. отношению к входящему неполяризованному пучку при миним. световых потерях на отражение. Пентапризма выполнена из одноосного кристалла с показателем преломления необыкновенного луча, превышающим показатель преломления обыкновенного луча, Оптическая ось кристалла перпендикулярна нерабочей грани 5 пентапризмы. Параллельно ребрам пентапризмы установлены плоские зеркала 7, 8 с углом 45 между ними. Пентапризма может быть выполнена из кристалла галогенида ртути.

Приведено соотношение, связывающее g углы между гранями пентапризмы и их . относительную ширину. 2 з.п ° ф-лы, 2 ил.

С:

1427325

Изобретение относится к оптическим деталям, обладающим способностью не только отклонять, но и одновременно поляризовать отклоненный на 90 све5 товой пучок.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем полной поляризации выходящего отклоненного светового пучка по отношению О к входящему неполяризованному пучку при минимальных световых потерях на отражение, обеспечение работоспособ-. ности в видимой и инфракрасной областях излучения при увеличении углового йо-15 ля зрения.и уменьшении размеров пентапризмы, а также обеспечение соосности выходящего поляризованного и входящего неполяризованного пучков.

На фиг. 1 представлено главное се- 20 чение пентапризмы с ходом лучей в ней; на фиг. 2 — конструкция устройства, обеспечивающего соосность выходящего и входящего пучков.

Пентапризма, отклоняющая световой пучок на прямой угол, с ортогональными соседними входной 1 и выходной

2 преломляющими гранями (А = 90 ), с примыкающими к ним отражающими гранями 3 и 4 с зеркальным покрытием, образующими равные углы с пятой— нерабочей — шлифованной и зачерненной гранью 5, выполнена из одноосного кристалла с по у и, оптическая ось

Z которого перпендикулярна нерабочей грани 5 пентапризмы, а углы между ее гранями и их относительная ширина определяются в соответствии с соотношениями

В = 135 — i +О п

С = 135 — i -о

D=E= 90 + здпМ.„„cos (o(<+ g + ) АС соз соз (<<- У ) d sino(„ cos (04 + + f

В D cos (О(„- ) d sane(< з1п 5 + 1 + )

СЕ sin(45о-f)sin(45 +4<+(-1)соз(сб - f) + + cos 5 + +7

Т cos x зтК„соз о(д 3" ) DE sin(45 + (-i )sin(45 -i+c(n+p)cos(3n- t)

d cos x з п<дсоз(Мл+ + здп 45 +1+ где  — угол между входной 1 и сосед- p=(ACB = arctg (A ) = АВ ней с ней отражающей граняАС ми шириной AB u BD соответстsin (45 -Ч )cos(45 i-о л) °

arctg венно;

С вЂ” угол между выходной 2 и со- . 40 седней с ней отражающей 4 гранями с шириной АС и СЕ соответственно, 45 + q sin(450+1+ 1

san и е п — угол отклонеп ния преломarctg и + е ленного на входной грани 1 необыкновенного луча AL от направления его волновой нормали AN в кристалле; поп е1/2 — показатель преломлеГ и + п ния необыкновенного о Е луча, преломленного на входной грани 1, падающего на отражающую грань 4 и отраженного от грани 3; п n — показатели преломления обью> кновенного и необыкновенного лучей в кристалле.,РŠ— углы между нерабочей гранью

5 с шириной DE и соседними 45 с ней отражающими гранями 3 и 4;

2 i= 2 arctg и — угол между и + пз 2 отражающими .гранями 3 и 4

S0 о

У о о= 90 - arctg и — угол преломления необыкновенного луча показателем преломления и на входной грани 1, дополнительный к углу Брюстера;

d - входная апертура пентапризмы (диаметр падающего на входную грань 1 светового пучка 6 );

Поляризационная пентапризма может быть выполнена из кристалла галоге1427325 нида ртути, в частности каломели

Hg Clg с двупреломлением 7< 0,7 и шириной спектральной области светопропускания от 0,4 до 20 мкм.

На фиг. 2 представлена поляризационная пентапризма, снабженная зеркалами 7 и 8 с углом между ними 45 и заключенная в цилиндрический корпус . 9 с двумя осевыми отверстиями в его торцовых сторонах, через одно иэ которых пропускается входящий неполяризованный световой пучок 6 лучей 0 + 8 а через другое выходит поляризованный пучок 10 лучей 8 соосно с входящим 6 и с осью цилиндрического корпуса 9.

Плоскость зеркала 8 составляет с входной гранью пентаприэмы угол, равный 112,5 — 0(. . Такое устройство в целом является вращаемым поляризатором светового пучка, относительно которого зеркала наклонены на угол ь

+ 22,5 и параллельны ребрам пентапризмы.

На фиг. 1 показаны падающий пучок

6 неполяризованных лучей 0 + 8 и выходящий пучок 10 поляризованных лучей 8, отклоненный от падающего пучо ка 6 на 90, а также представлен ход обыкновенного 0 и необыкновенных

I и Q лучей и их волновых нормалей внутри пентапризмы. при следующих обозначениях; Z — направление оптической оси кристалла в пентапризме, перпендикулярное нерабочей грани 5;

90 - G(.q — угол Брюстера для падающего на входную грань 1 луча 8 пучка

6; X угол преломления волновой нормали AN этого луча; 4.д- Ч вЂ” угол пр,еломления лу.ча AL; ч — угол расхождения луча Р— AL и его волновой нормали AN обусловленный указанной ори1 ентировкой оптической оси Z кристалла под углом 45 к направлению волновой нормали AN преломленного луча Я вЂ” AL

° I / sin iq

azccic (â€ вЂ” угол прелом4О. по ления падающего луча 0 пучка 6 на входной грани 1, отличающийся от сС< при котором преломленный луч АК и его волновая нормаль совпадают (пунктир), так как направление его колебани.". 0 перпендикулярно оптической оси Z кристалла, а пучок лучей О АК/ FP падает целиком на эачерченную нерабочую грань 5 и поглощается ею; NANAK (i — А ) - угол расхождения волновых нормалей АК и AN лучей 0 и Я после преломления их на входной rpa1i =Е= 110 5; 2 i= 41,1 о P

АС СЕ

28i d 4у33

13Е

2,99;

Угол расходимости обыкновенного и нео быкнов енного лучей, преломленных на входной,.грани 1, равный (?.АК= (-ю — dи) + Р = 2,69

24,24 + 15,74 = 19,19

40 обеспечивает выход необыкновенного пучка 10 лучей Е из призмы и падение

45 обыкновенного пучка лучей О на ее нерабочую зачерненную шлифованную грань 5, где он поглощается.

Формула изобре тения

1. Пентапризма, отклоняющая световой пучок на прямой угол, с ортогональными соседними входной и выходной преломляющими гранями, с примыкающи55 ми к HHM отражающими гранями с 3ер.кальным покрытием, образующими равные углы с пятой — нерабочей — гранью, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональньи ни АВ; i — угол между волновой нормалью AN//FYi падающего на отражающую грань 4 луча AL //FE и нормалью ММ> к ней; i - угол между волновой нор.5

1 малью MM отраженного от отражающей грани 4 луча LB //ED и нормалью ИМо к ней; NN/(MM - отраженные от грани 4

l волновые нормали, совпадающие по направлению с соответствующими им лучами Я, так как оптическая ось кристалла ZlNN // Ж1 //ED((BL; i + i

45 — условие; при котором падающая о на отражающую грань 4 волновая нор15 маль AN/(FМ. и отраженная от второй отражающей грани 3 волновая нормальМ И (N N перпендикулярны, а соответи ствующие им лучи 0 А?.((ГБ и ГС // ВС пересекаются под острым углом.

20 Для конкретного примера предлагаемой поляризационной пентапризмы, выполненной из кристалла каломели -!gglg с показателями преломления п = 2,621

) по = 1,962, определены углы и отно25 сительные размеры:

А = 90, В = 138,7 ; С = 90,2

С 135 - i -o(n>

J возможностей sa. счет полной поляризации выходящего отклоненного светового пучка по отношению к входящему неполяриэованному пучку при минимальных световых потерях на отражение, она выполнена из одноосного кристалла с ив у п оптическая ось которогоперпендикулярна нерабочей грани пен» таприэмы, а углы между ее гранями и их относительная ширина определяются в соответствии с соотношениями:

D Е 90 .+ i

Ф

АС

BD сов (О4- М)

В = 135 — i + cKn вдп п вдп. 5 + д+

CE sin(45 - )вдп(450-i+4j+7)cps (hn- f)

d сов д вдп и cos n+ . + вдп +д+Ч )) Ж sin(45 +9 -i ) sin(4 и cos i вдп cos

S -i+In+7)coâ(С(п- 0

n+ + вдп 5 +д+ где В— угол между входной и соседней с ней отражающей гранями с шириной АВ и BD соответствен.ною угол между выходной и соседней с ней отражающей гранями с шириной АС и CE соответственно; углы между нерабочей гранью с шириной ВЕ и соседними с ней отражающими гранями;

arctg (n(n+n<&2 ) — угол между отражающими гранями о

Ф

90 — arctg n; выходная апертура нентапризмы; .

D Е

2д 2

g are tg

40, /п — n \. n = ЛдПР 2)1(В + П ; (АВ 81п Р сов (0(n ) d адам cos An + +

n,, n — показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле.

2. Пентаприэма по п. 1, о т л и— чающая с я тем, что, с целью обеспечения ее работоспособности в видимой и инфракрасной областях излучения при увеличении углового поля зрения и уменьшении размеров, она выполнена иэ кристалла галогенида ртути.

3. Пентапризма но пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я, тем, что, .с целью обеспечения соосности выходящего поляризованного и входящего кеполяризованного пучков, она снабжена двумя плоскими зеркалами с углом между ними 45, установленными параллельно ребрам пентаприэмы, причем плоскость второго зеркала составляет с входной гранью пентапризмы угол, равный 112,5 — о(.„ .

1427325

Составитель В. Кравченко

Редактор И. Рыбченко Техред А. Кравчук Корректор И ° Король

Заказ 4850/43

Тираж 533 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4