Зонная пластина

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ПРИКЛАДНОЙ ОПТИКЕ, В ЧАСТНОСТИ К РАДИОФИЗИКЕ СВЧ-ДИАПАЗОНА, И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО В КВАЗИОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И ИНТРОСКОПАХ. ЗОННАЯ ПЛАСТИНА ВЫПОЛНЕНА В ВИДЕ КОНЦЕНТРИЧЕСКИХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗОН ФРЕНЕЛЯ, РАДИУСЫ КОТОРЫХ ВЫПОЛНЕНЫ В СООТВЕТСТВИИ С УСЛОВИЕМ R<SB POS="POST">K</SB> =[(C/2 + B<SP POS="POST">2</SP>-A<SP POS="POST">2</SP>/2C)<SP POS="POST">2</SP> -B<SP POS="POST">2</SP>]<SP POS="POST">1/2</SP>, ГДЕ C = √A<SP POS="POST">2</SP> + R<SP POS="POST">2</SP> + √B<SP POS="POST">2</SP> + R<SP POS="POST">2</SP> + KΛ<SB POS="POST">0</SB> / 2<SP POS="POST">M</SP>

A - РАССТОЯНИЕ ОТ ОСЕВОГО ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ДО ЦЕНТРА ЗОННОЙ ПЛАСТИНЫ

R - РАДИУС ПЕРВОЙ ЗОНЫ ФРЕНЕЛЯ

B -ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ

K = 2, 3, ... N - НОМЕР ЗОНЫ ФРЕНЕЛЯ

Λ<SB POS="POST">0</SB> - РАСЧЕТНАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ

M = 1,2, ... M - КОЛИЧЕСТВО УРОВНЕЙ КВАНТОВАНИЯ ФАЗЫ. ПРИ ЭТОМ ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ОТВЕРСТИЕ D/B ЗОННОЙ ПЛАСТИНЫ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИЗ УСЛОВИЯ 0,5 ≤ D/B ≤ 2, ГДЕ D -ЕЕ ДИАМЕТР, А РАДИУС ПЕРВОЙ ЗОНЫ - ИЗ УСЛОВИЯ R / D<SP POS="POST">2</SP> (0,1 - 0,3). В ЦЕЛЯХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЛОСКОГО ПАДАЮЩЕГО ВОЛНОВОГО ФРОНТА В СХОДЯЩИЙСЯ СФЕРИЧЕСКИЙ, РАДИУСЫ ЗОН ФРЕНЕЛЯ ВЫПОЛНЕНЫ В СООТВЕТСТВИИ С УСЛОВИЕМ R<SB POS="POST">K</SB> = [R<SP POS="POST">2</SP>+KΛ<SB POS="POST">O</SB>/2M-1√R<SP POS="POST">2</SP>+B<SP POS="POST">2</SP> + (KΛ<SB POS="POST">O</SB>/2<SP POS="POST">M</SP>)<SP POS="POST">2</SP>]<SP POS="POST">1/2</SP>. ВЫПОЛНЕНИЕ ЗОННОЙ ПЛАСТИНЫ С ЗАДАННЫМ ЗАРАНЕЕ РАДИУСОМ ПЕРВОЙ ЗОНЫ ФРЕНЕЛЯ ПОЗВОЛЯЕТ ВВЕСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ СТЕПЕНЬ СВОБОДЫ И БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ УВЕЛИЧИТЬ ГЛУБИНУ РЕЗКОСТИ, А ТАКЖЕ РАСШИРИТЬ ДИАПАЗОН И ПОВЫСИТЬ СКОРОСТЬ ПЕРЕФОКУСИРОВКИ ПРИ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ ОСВЕЩАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ. 1 З.П.Ф-ЛЫ, 1 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 щ)5 G 02 В 27/42

4

Д (54) ЗОННАЯ ПЛАСТИНА

Г 2 7 о

= R +K- — к щ-1

2 ветствии с условием

Выполнение

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4611601/24-10 (22) 26.09.88 (46) 30.i2.90. Вюл. ¹ 48 (72) О.В.Минин и И.В.Минин (53) 535.853.31 (088.8) (56) Современная прикладная оптика. и оптические приборы. — Материалы

Всесоюзной научно-технической конференции. — Л.: NHTNO, 1975, ч.4, с.51.

Радиотехника и электроника. Т.30, 1985, Р 9, с.1681. (57) Изобретение относится к прикладной оптике, в частности к радиофизике

СВЧ-диапазона, и может быть использовано в квазиоптических устройствах неразрушающего контроля качества и интроскопах. Зонная пластина выполнена в виде концентрических кольцевых зон Френеля, радиусы которых.выполненьi в соответствии с условием r к

С В вЂ” А z. г (-+- — — — ) — BJ rye С=

2 2С 1

А + R В +к +Кф /2; А — рас2. 2 .2 стояние от осевого источника иэлуИзобретение относится к прикладной оптике, в частности к радиофизике СВЧ-диапазона, и может быть использовано в кваэиоптических устройствах неразрушающего контроля качества и интроскопах.

Цель изобретения — увеличение глубины резкости, а также расширение

„„SU„, 1617398

2 чения до центра зонной пластины;

R — - радиус первой зоны Френеля; В— фокусное расстояние; К = 2,3. ° .N —номер зоны Френеля; 9, — расчетная длина волны; m = 1,2,...,М вЂ” количество уровней квантования фазы. При этом относительное отверстие D/В зонной пластины определяется иэ условия

0,5 «à (D/Á 2, где D — ее диаметр, а радиус первой зоны — из условия

R/D (0,1 — 0,3). В целях преобразования плоского падающего волнового фронта в сходящийся сферический, радиусы эон Френеля выполнены в соотC/ß

Ф R + В + (К--- )

9,о

2 зонной пластины с заданньпч заранее радиусом первой зоны Френеля позволяет ввести дополнительную степень свободы и благодаря этому увеличить jesse глубину резкости, а также расширить диапазон и повысить скорость перефокусировки при девиации частоты освещающего излучения. 1 з.п.ф-лы, а ил.

C© диапазона и повышение скорости перефокусировки при девиации частоты освещающего излучения и, кроме того, преобразование плоского падающего волнового фронта в сходящийся сферический.

На. чертеже представлена предлагаемая зонная пластина, разрез.

1б1 7398

-R -В гдеС= А +R

2. 2

Зонная пластина выполнена в виде концентрических кольцевых зон Френеля, радиусы которых выполнены в соответствии с условием г z . 02

Г е= (- + — — — -) -в

2 2С где С = A+ К + В + R е К Е,/2

А — расстояние от осевого источника излучения до центра зонной пластины;

R — - радйус первой зоны Френеля;

 — фокусное расстояние;

К 2,3,...,М вЂ” номер зоны Френеля;

9 — расчетная длина волны; ш = 1,2,...,M — количество уровней квантования фазы.

При этом относительное отверстие

/В зонной пластины определяется из словия 0,5(D/8 2, где D — ее диаетр, а радиус первой зоны — из усовия R/D (0, 1 - 0,3). В целях преоб-25 раэования плоского падакицего волново о фронта в сходящийся сферический радиусы зон Френеля выполнены в соот ветствии с условием г — Кг — (К ) 2 1(2 к 2 г

В (ф) - R кф а глубина резкости 5 зонной пластины определяется выражением

В,к, Вг+R Ь (1 к)2

Q= — (2

fho(K + 1) Формула изобретения

1. Зонная пластина, выполненная в виде концентрических кольцевых зон

Френеля, отличающаяся тем, что, с целью увеличения глубины резкости, а также расширения диапазона и повышения скорости перефокусировки при девиации частоты освещающего излучения, радиусы зон Френеля выполнены в соответствии с условием

В2 А 2 2 1/2 (- + — — — -) — В

2 2С

Э

+ B+ К + КЯе/2 ж 30

R+к — 8. +В +(к — )

В i 2Е

2 е

Зонная-пластина работает следую «им образом.

Излучение, падая на плоскость плас/гины, фокусируется в область фокуса

В, поскольку ввиду расположения на пути его распространения зон Френеля осуществляется дискретное модулирова- 40

Ние фазового фронта волны в соответствии с расположением этих зон. В связи с тем, что радиус первой зоны

Френеля является не нулевым, такая зонная пластина более чувствительная 45 к изменению длины волны излучения от расчетной. Например, для плоского падающего волнового фронта максимальная длина волны излучения, необходимая для удаления области фокусиров«си В в ноль, определяется по соотношению

" макс (к

2 к

При этом зависимость фокусного расстояния В от длины волны % освещающего излучения имеет вид

 — фокусное расстояние;

А — расстояние от осевого источника излучения до центра зонной пластины;

R — - радиус первой зоны Френеля;

К вЂ” 2,3,... номер зоны Френеля; ф — расчетная длина волны; ш = 1,2... — количество уровней квантования фазы, при этом относительное отверстие D/В, зонной пластины определяется из условия

0,5 «<» D/В «с. 2, где Р— диаметр, а радиус с первой зоны из условия

R/В (О, 1 — 0,3).

2. Пластина по п.1 о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью преоб разования плоского падающего волно .вого фронта в сходящийся сферический радиусы зон Френеля выполнены в со-ответствии с условием

2 г фд2

+K-..-2 К +В + (К вЂ” )

М, fA.I

1617398

Составитель Кравченко

Редактор Т.Пар@енова Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 4118 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101