Призменный отражатель

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в космической навигации, геодезии, контрольно-измерительной и лазерной технике, машиностроении, экспериментальнойфизике. Изобретение' обеспечивает одинаковые собственные значения передаточных функций для амплитуды и фазы поля возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани призменного отражателя волновых пучков. Для этого призменный отражатель выполнен в виде тетраэдра с ребрами прямого трехгранного угла а, vTa, V7a , у которого срезаны вершины двух одинаковых трехгранных углов, расположенных симметрично относительно биссекторнойплоскости прямого двугранного угла с ребром, равным а, причем плоскости среза вершин пересекают общее ребро, соединяющее эти вершины между собой, посередине, ребра, соединяющие срезанные вершины с вершиной прямого трехгранного угла, - на расстояниях 2 v2a/3 от срезанных вершин, а два оставшихся ребра - на расстояниях Vo а/2^ от этих вершин. 2 ил.«Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 02 В 5/122.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ыи

Ии ъи (21) 4810913/10 (22) 04.04.90 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (72) А.С. Рудницкий (53) 535.8{088.8)

{56) Мезенов А.В. и др. Т ермооптика твердотельных лазеров. — Л.: Машиностроение, 1986, с;89;

Ханох Б.Ю. Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах.

Минск, БГУ, 1982, с.65-71. (54) ПРИЗМЕННЬ!Й ОТРАЖАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть испсгльэовано в космической навигации, геодезии, контрольно-измерительной и лазерной-технике, машиностроении, экспериментальной

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в космической навигации, геодезии, контрольно-измерительной и лазерной технике, машиностроении, строительстве и экспериментальной физике для выравнивания характеристик возвратно отраженных световых пучков.

Известен отражатель возвратного действия в виде трипель-призмы, содержащей прямой трехгранный угол с отражающими гранями и противоположную ему фронтальную грань. Отражающие грани идентичны и имеют форму равнобедренного прямоугольного, а фронтальная грань — равностороннего треугольников. При падении коллимированного пучка на фронтальную...!Ж, 1712930 А1 физике. Изобретениекобеспечивает одинаковые собственные значения передаточных функций для амплитуды и фазы поля возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани призменного отражателя волновых пучков. Для этого призменный отражатель выполнен в виде тетраэдра с ребрами прямого трехгранного угла а, ЮЗ, Ю а, у которого срезаны вершины двух одинаковых трехгранных углов, расположенных симметрично относительно биссекторной* плоскости прямого двугранного угла с ребром, равным а, причем плоскости среза вершин пересекают общее ребро, соединяющее эти вершины между собой, посередине, ребра, соединяющие срезанные вершины с вершиной прямого трехгранного угла, — на расстояниях 2 V2a/3 от срезанных вершин, а два оставшихся ребра — на расстояниях V3 а/2 от этих вершин. 2 ил.

° евай грань в результате переотражений его на гранях прямого трехгранного угла формируется шесть парциальных пучков, которые выходят из отражателя в обратном направ- © лении. Передаточные фуНкции для парамет- (Д ров возвратно отраженных через разные (" секторы фрактальной грани пучков не совпадают. Это приводит к увеличению дифракционной расходимости отраженного

° юВ излучения и другим негативным явлениям в устройствах с известным отражателем.

Цельизобретения-обеспечениеодинаковых собственных значений передаточных функций для амплитуды и фазы возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани волновых пучков. ч

1712930

На фиг.1 показан призменный отражатель в форме тетраэдра; на фиг.2- призменный отражатель.

У призменного отражателя (фиг.1) два ребра прямого трехгранного угла при вершине 1 одинаковы и в 2 раз длиннее третьего ребра 2, равного а. В результате среза вершйн 3 и 4 двух его одинаковых трехгранныхуглов, расположенных симметрично относительно биссекторной плоскости прямого двухгранного угла с ребром 2, удаляются не дающие вклада в возвратное отражение излучения области и образуется показанный на фиг.2 призменный отражатель. Одна из двух срезаемых и симметрично расположенных областей обозначена .на фиг.1 пунктиром, Плоскости среза пересекают общее для этих углов ребро, соединяющее вершины 3 и 4, посередине, ребра, соединяющие вершины 3 и 4 с вершиной 1, — на:расстояниях 2 Ж а/3 от срезаемых вершин 3 и 4, а два оставшихся ребра — на расстояниях ЧЗ а/2 от этих вершин 3 и 4.

При нормальном падении волнового пучка на фронтальную грань 5 и переотражении его на гранях 6 — 8 прямого трехгранного угла формируется отраженный в обратном направлении пучок. Последовательность прохождения пучком граней зависит от места его падения на фронтальную грань. В соответствии с этим она разбивается, как показано на фиг.2, на шесть секторов 9-14. Секторы входа и выхода пучка расположены симметрично относительно общей для них точки, являющейся проекцией вершины прямого трехгранного угла на фронтальную грань. Каждому сектору соответствует свой вариант распространения пучка в приэменном отражателе и свое выражение для матрицы Джонса.

Если в качестве базиса для вектора поляризации выбрать параллельные диагонали фронтальной грани направления, то

9,12 элементы матрицы Джонса а для падающего на сектор 9 и выходящего через сектор

12 пучка с точностью до.несущественного постоянного множителя равны аЯ»" = Я" (Я + 8 Я. В,-2 Rp), аЦ = Ж Яр (R s + Rp)

2 а22 =- Rp(Rp+8Rs Rp 2 й,), г а » = »/2 Rs (Rs + Rp), 2 (1) где Rs», R1 — коэффициенты отражения о, Френеля при угле падения 45;

Rs, Rp — коэффициенты отражения Фрео. неля при угле падения 60

Верхними индексами в матрицах Джонса обозначены секторы входа и выхода пучка. Так как углы падения пучков на рабочие грани равны 45 и 60О, то полное возвратное отражение наблюдается при относительном показателе преломления среды призмы и » Г.

5 Падающий на сектор 11 пучок последовательно отражается на гранях 7,6 и 8 и выходит в обратном направлении через сек-. тор 14. Элементы матрицы Джонса в этом случае равны

10 аЦМ « Р (Й вЂ” 2 P )2 — 2 R (Р + Rp)2 аЯ " = Rp (Rp — 2 Rs)2 + 2 Rs (Rs + Rp)2, Ц,14 — Ц,14 /2 (+ ) (Р1 (2 R Rs)— — Rp1 (2 Rs — R )) (2)

Матрица а1о 1з отличается от матрицы а

9,12 знаком недиагональных элементов, а переход от "прямого" к "обратному" ходу луча приводит к изменению знаков и перестановке недиагональных элементов в матрицах Джонса, Все шесть матриц Джонса имеют одинаковые собственные значения, Кроме того, все варианты переотражения одинаковы по

25 длине пути луча. Вследствие этого собственные значения передаточных функций для амплитуды и фазы являются инвариантными, не зависящими от хода луча, величинаТаким образом, предлагаемая конструкция призменного отражателя обеспечивает одинаковые собственные значения передаточных функций для амплитуды и фазы отраженных через разные секторы фронтальной грани волновых пучков.

Формула изобретения

Призменный отражатель, содержащий прямой трехгранный угол и противоположную ему фронтальную грань, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью обеспечения одинаковых собственных значений передаточных функций для амплитуды и фазы возвратно отраженных через разные секторы фронтальной грани волновых пучков, он вы45 полнен в виде тетраэдра с ребрами прямого трехгранного угла, равными а, »Г2д, Юа, у которого срезаны вершины двух одинаковых трехгранных углов, располагающиеся симметрично относительно биссекторной плоскости прямого двухгранного угла с ребром, равным а, причем плоскости среза вершин пересекают общее ребро, соединяющее эти вершины между собой посередине ребра. соединяющие срезанные вершины с вершиной прямого трехгранного угла — на расстояниях 2»/2 а/3 от срезанных вершин, а два оставшихся ребра — на расстояниях Юа/2 от этих вершин, 1712930

/

/ (Составитель А. Рудницкий

Техред M.Mîðråèòàë Корректор О. Кравцова

Редактор Э. Слиган

Заказ 536 Тираж Подписное

ытиям и и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. уж р д, у . р

У го о л.Гагарина, 101