Зеркало с регулируемой кривизной

 

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной локации и может быть использовано в резонаторах лазеров. Сущность изобретения: увеличение диапазона регулирования кривизны зеркала, Зеркало содержит отражающий элемент с полостью для хладагента на его тыльной стороне, герметичный цилиндрический корпус и магнитострикционный элемент с приводной электромагнитной катушкой, отражающий элемент выполнен в виде упругого металлического диска, закрепленного в центре и по периферии к корпусу, магнитострикционный элемент выполнен в виде стенки герметичного корпуса из трех концентрично расположенных полых цилиндров , соединенных по торцам последовательно с корпусом, друг с другом и отражающим элементом, при этом наружный и внутренний цилиндры выполнены из магнитострикционного материала с одинаковым знаком коэффициента магнитострикции, а средний цилиндр - с противоположным знаком, причем площади поперечного сечения всех упомянутых цилиндров выбраны обратно пропорциональными магнитным индукциям магнитострикционного насыщения материалов цилиндров. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3013289/25 (22) 05.03,81 (46) 30.03.93, Бюл. № 12 (71) Н аучно-произ водствен ное объединение

"Астрофизика" (72) Ю,А.Гришин, В,Т,Карцев, Л,М.Мороз и

В.Ф.Смоленков (56) 1. Патент CLUA ¹ 3693755, кл, 350 — 310, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 716479, кл. Н 01 S 3/02, G 02 В 5/08, 1977. (54) ЗЕРКАЛО С РЕГУЛИРУЕМОЙ КРИВИЗНОЙ (57) Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной локации и может быть использовано в резонаторах лазеров.

Сущность изобретения; увеличение диапазона регулирования кривизны зеркала, Зеркало содержит отражающий элемент с полостью для хладагента на его тыльной

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной локации и может быть использовано, например, в резонаторах лазеров, Цель изобретения — увеличение диапазона регулирования кривизны зеркала.

На фиг. 1, 2 представлено осевое сечение предложенного зеркала.

Зеркало с регулируемой кривизной содержит отражающий элемент 1, выполненный в виде упругого металлического диска, герметичный корпус 2, выполненный из магнитопроводящего материала в виде стакана

Ш-образного сечения, при этом его цилиндрическая стенка выполнена из трех концентрично расположенных колец 3, 6 и 7.

Кольца соединены по торцам соответствен Ы «1805521 А1 (я)5 H 01 S 3/08, G 02 В 5/10 стороне, герметичный цилиндрический корпус и магнитострикционный элемент с приводной электромагнитной катушкой, отражающий элемент выполнен в виде упругого металлического диска, закрепленного в центре и по периферии к корпусу, магнитострикционный элемент выполнен в виде стенки герметичного корпуса из трех концентрично расположенных полых цилиндров, соединенных по торцам последовательно с корпусом, друг с другом и отражающим элементом, при этом наружный и внутренний цилиндры выполнены из магнитострикционного материала с одинаковым знаком коэффициента магнитострикции, а средний цилиндр — с противоположным знаком, причем площади поперечного сечения всех упомянутых цилиндров выбраны обратно пропорциональными магнитным индукциям магнитострикционного насыщения материалов цилиндров. 2 ил. но с корпусом 2, друг с другом посредством колец 8 и 9 и с упругим диском 1, Внутри корпуса 2 на центральном стержне установлена цилиндрическая обмотка управления

Предложенное зеркало работает следующим образом, При запитке обмотки управления 4 постоянным током в корпусе 2, его стенках 3, 6 и 7, а также отражающем элементе 1, наводится магнитное поле, направление которого показано на фиг. 1 тонкими линиями со стрелками. Наведенное магнит ное поле вызывает в стенках 3, 6 и 7 эффект

Джоуля или линейную магнитострикцию, т. е. ведет к изменению длины стенок корпуса

2. Если кольца 3 и 7 выполнены из материала с положительным знаком коэффициента

1805521

20 уменьшаться при намагничивании, а выпуклого — увеличиваться, Величина деформации колец 3, б и 7, а .25 следовательно, и отражающего элемента 1 будет зависеть от величины тока подмагничивания в обмотке 4, что следует из закона полного тока, при этом жесткость колец 3, 6 и 7 выбирается много большей жесткости 30 отражающей пластины 1.

Магнитострикция насыщения у различмагнитострикции, например, железо-кобальтового сплава 49К2Ф или пермендюра, а кольцо 6 выполнено из материала с противоположным знаком коэффициента магнитострикции, например, никеля, то края отражающего элемента 1 при включенной обмотке 4 поднимутся относительно его центра, поскольку центр и края диска 1 жестко закреплены к герметичному корпусу 2.

В этом случае вогнутое зеркало увеличит свою кривизну от первоначального состояния, т. е, когда магнитное поле отсутствует, и фокусное расстояние зеркала уменьшится. Для выпуклого зеркала его кривизна будет уменьшаться, При смене материалов колец 3, 6 и 7 на материалы с противоположными знаками коэффициентов магнитострикции, т. е. когда кольца 3 и 7 выполняются из никеля, а кольцо б — из пермендюра, общая высота стенки корпуса будет уменьшаться, В этом случае кривизна вогнутого зеркала будет ных материалов достигается при различных магнитных индукциях. С целью лучшего использования магнитострикционных материалов колец 3, 6 и 7 их площади поперечного сечения выбираются обратно пропорционально соответствующим магнитным индукциям. Так, например, для пермендюра индукция магнитострикционного насыщения составляет составляет 2,1 тесла, а для никеля 0,6 тесла, поэтому для получения наибольшей магнитострикционной деформации колец их площади выбираются у никеля в 2,1/0,6 = 3,5 раза больше, чем у пермендюра. Выбор разных площадей в материалах колец обеспечивает постоянство магнитного потока во всех кольцах, а это позволяет в каждом кольце получить соответствующую магнитную индукцию, при которой достигается максимальное значение магнитострикционной деформации в каждом кольце.

Для проведения сопоставительного анализа предложенного зеркала и прототипа полагаем для обоих зеркал одинаковыми; апертуры зеркал а = 50 мм; длину намагничиваемой части магнитострикционного элемента = 50 мм и радиус кривизны

R = 1000 мм, 35

У прототипа для магнитострикционного элемента возможно применение материала только с отрицательным знаком коэффициента магнитострикции, например, никеля и приращение его длины h,lg áóäåò

Л!1 = Л - = 50 35 10 = 1,75. 10 мм.

Соответственно в предложенном зеркале длина будет присутствовать у трех материалов, т. е, у трех цилиндров

2I у пермендюра с i4+ = 75 10 и у никеля с Л - = 35 10

Отсюда суммарное приращение длины

4!2

Л!2=2l Л ++!Л 8-=2-50. 75 10 +

+ 50. 35 10 = 9,25 10 мм

При равном радиусе кривизны обоих зеркал стрела сегмента при апертуре а = 50 мм составит величину h = 0,312549 мм,; При воздействии на зеркало магнитострикционной деформации имеем:

h1 = h+ Л I1 = 0,314299 мм

h2 = h + Л !2 = 0,321799 MM

Изменение радиусов кривизны зеркал определяется выражением а

R= — + — .

8h 2

Отсюда соответственно имеем

Р1 = 994,4333 мм и R2 = 971,26398 мм.

Сравнение производим по относительному изменению каждого радиуса кривизны

Л й1 = R - R1 = 5,5667 мм

Л В2 = R - Я2 = 28,7361 мм

e1 = — 100 /о = 0,55667 /о

М1

Я2 = — 100 = 2,873602 о

Таким образом, относительный диапазон изменения кривизны в предложенном зеркале увеличился в 5,16 раз, При выборе знака кривизны зеркала противоположным соответственно имеем !

11= h- AI1, !12= h- AI2

R1 = 1005,658391 мм, R2 = 1030,488805 мм

Е1 = 0,5628391 /О, я2= 3,048805 /

Т, е, относительное увеличение диапазона изменения кривизны зеркала увеличивается в 5,417 раза.

Предложенное устройство имеет в пять раз увеличенный диапазон изменения радиуса кривизны, что свидетельствует о решении задачи поставленной в рассматриваемом изобретении, Формула изобретения

Зеркало с регулируемой кривизной, содержащее отражающий элемент с полостью для хладагента на его тыльной стороне, герметичный цилиндрический корпус и магнитострикционный элемент с приводной

1805521 электромагнитной катушкой, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем отражающий элемент выполнен в виде упругого металлического диска, прикрепленного в центре и по периферии к корпусу, и магнитострикцион- 5 ный элемент выполнен в виде стенки герметичного корпуса из трех концентрично расположенных полых цилиндров, соединенных по торцам последовательно с корпусом, друг с другом и отражающим элементом, 10 при этом наружный и внутренний цилиндры выполнены из магнитострикционного материала с одинаковым знаком коэффициента магнитострикции, а средний цилиндр — c противоположным знаком, причем площади поперечного сечения всех упомянутых цилиндров выбраны обратно пропорциональными магнитным индукциям магнитострикционного насыщения материалов цилиндров.

1805521

Составитель Ю.Гришин

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор И Муска

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

Заказ 945 Тираж Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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