Многоходовая оптическая система
Использование: область оптического приборостроения в различных высокоточных оптических измерительных устройствах, например для определения коэффициентов отражения, оптической прозрачности материалов , а также при разработке пространственно-временных модуляторов света и систем обработки оптической информации: оптических корреляторов, устройств для повышения контраста получаемых изображений и т.п. Сущность изобретения: оптическая система содержит три вогнутых зеркала одинакового радиуса кривизны г, третье зеркало установлено в отверстии, выполненном во втором зеркала, оба они расположены на расстоянии I г/2 от первого зеркала, а их центры совпадают; кроме того, введены четвертое и пятое вогнутые зеркала того же радиуса кривизны г, причем четвертое зеркало примыкает ко второму, а пятое - к первому. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (м)з 6 01 N 21/01
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4916480/25 (22) 04.03.91 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (71) Научно-производственное объединение
"Орион" (72) С.Н.Мартынов, А.Н.Свиридов и Г.А.Федина (56) Авторское свидетельство СССР
М 1082162, кл, G 02 8 17/08. 1985.
Т.Н.Edvards, J. Орт.Soc.of. Am, v.51, 1961, р.98. (54) МНОГОХОДОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (57) Использование: область оптического приборостроения в различных высокоточных оптических измерительных устройствах, например для определения коэффициентов
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а точнее к оптическим системам с отражающими поверхностями и может использоваться при разработке кювет многоканальных линий задержки, а также в высокоточных оптических измерительных устройствах, напри, мер, для определения коэффициентов отражения покрытий или для определения оптического поглощения различных веществ и материалов.
Цель изобретения — уменьшение аберраций системы без увеличения габаритов и без уменьшения оптической длины. Другой целью изобретения является увеличение оптической длины.
Поставленная цель достигается тем, что в известной многоходовой оптической системе, содержащей три вогнутых зеркала отражения, оптической прозрачности материалов, а также при разработке пространственно-временных модуляторов света и систем обработки оптической информации: оптических корреляторов, устройств для повышения контраста получаемых иэображений и т.п. Сущность изобретения: оптическая система содержит три вогнутых зеркала одинакового радиуса кривизны r, третье зеркало установлено в отверстии, выполненном во втором зеркала, оба они расположены на расстоянии! = r/2 от первого зеркала, а их центры совпадают; кроме того, введены четвертое и пятое вогнутые зеркала того же радиуса кривизны r, причем четвертое зеркало примыкает ко второму, а пятое — к первому. 1 a n.ô-лы, 1 ил. одинакового радиуса кривизны r, причем, первое зеркало расположено на расстоянии
1 от второго и третьего зеркал, обращенных отражающими поверхностями к отражающей поверхности первого зеркала, противоле- 4 жащие зеркала установлены на расстоянии Ь
I г/2, третье зеркало размещено в отвер- (д стии, выполненном во втором зеркале, причем центры их отражающих поверхностей совпадают, а фокус третьего зеркала находится на отражающей поверхности первого зеркала, Для увеличения оптической длины в систему дополнительно введены четвертое и пятое вогнутые зеркала одинакового радиуса кривизны r с основными зеркалами, причем четвертое зеркало примыкает ко второму, а пятое — к первому, фокус четвертого зеркала расположен на отражающей
1807343 поверхности пятого, фокус которого находится в центре четвертого зеркала.
Уменьшение аберраций в предлагаемой системе достигается за счет увеличения радиусов кривизны зеркал, а также уменьшения угла падения лучей на отражающие поверхности. Увеличение оптической длины достигается за счет увеличения числа проходов.
Изобретение поясняется чертежом, на "0 котором представлена конструкция предлагаемой оптической системы и обозначенные окружностями области пересечения луча с . поверхностями зеркал (цифры внутри окружностей соответствуют числу проходов 15 луча между противолежащими зеркалами).
Многоходовая оптическая система содержит три вогнутых зеркала — первое, второе и третье — одинакового радиуса
20 кривизны r, причем второе и третье зеркала установлены на расстоянии I = r/2 от первого зеркала. Центры отражающих поверхностей второго и третьего зеркал совпадают, а фокус третьего зеркала находится на отражающей поверхности первого зеркала, Кро- 25 ме того, система содержит четвертое и пятое вогнутые зеркала одинакового радиуса кривизны r c основными зеркалами, причем четвертое зеркало примыкает ко второму, а пятое — к первому, фокус четвер- 30 того зеркала расположен на отражающей поверхности пятого, фокус которого находится в центре четвертого зеркала.
Изобретение поясняется чертежом.
Многоходовая оптическая система ра- 35 ботает следующим образом.
Излучение, поданное на систему, попадает на второе зеркало (II), на котором засвечивает световую зону 1 (световая зона— область пересечения луча поверхностью 40 зеркала) и фокусируется вторым зеркалом в точку 2 на поверхности первого зеркала.
Далее луч вновь попадает на второе зеркало (зона 3), потом на первое зеркало (!)(зона 4), которое его фокусирует в точку 5 на третьем 45 зеркале III, Далее, пройдя световые зоны 6 и 7, луч вновь фокусируется вторым зеркалом в точку 8, полностью совпадающую с точкой 2, Отразившись от точки 8, пучок, после прохождения световых зон 9 и 10, 50 снова фокусируется в точку 11 на третьем зеркале, совпадающую с точкой 5, и т.д, Первые 27 проходов луч распространяется, отражаясь только от первого, второго и третьего зеркал, образуя на первом и втором зеркалах по два ряда световых зон. Да-. лее вступают в работу четвертое (IV) и пятое (V) зеркала, наличие которых позволяет увеличить число отражений до полного заполнения световыми зонами полезной площади первого и второго зеркал и таким образом реализовать максимальную для данной конструкции оптическую длину.
Так как аберрации для наклонного пучка зависят от углы падения лучей на отражающую поверхность и ее кривизны, причем, чем больше углы падения и кривиз на отражающей поверхности, тем больше значение аберраций, а в предлагаемой оптической системе используются зеркала с радиусом кривизны, вдвое большим, чем в прототипе, и кроме того, система работает при меньших, чем в прототипе, углах падения лучей на отражающие поверхности, то очевидно, что в системе достигается значительное уменьшение аберраций, что подтвердилось теоретическими расчетами и экспериментальной проверкой.
Формула изобретения
1. Многоходовая оптическая система, содержащая три вогнутых зеркала одинакового радиуса кривизны r, причем первое зеркало расположено на расстоянии I от второго и третьего зеркал, обращенных отражающими поверхностями к отражающей поверхности первого зеркала, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью, уменьшения аберраций оптической системы без увеличения габаритов и без уменьшения оптической длины, противолежащие зеркала установлены на расстоянии I = r/2, третье зеркало размещено в отверстии, выполненном во втором зеркале, причем центры их отражающих поверхностей совпадают, а фокус третьего зеркала находится на отражающей поверхности первого зеркала.
2, Система по п.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения оптической длины, в систему дополнительно введены четвертое и пятое вогнутые зеркала одинакового радиуса кривизны гс основными зеркалами, причем четвертое зеркало примыкает ко второму, а пятое — к первому, фокус четвертого зеркала расположен на отражающей поверхности пятого, фокус которого находится в центре четвертого зеркала.
1807343
Составитель С, Мартынов
Техред М.Моргентал Корректор П. Гереши
Редактор С. Кулакова
Производственно.-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101
Заказ 1374 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5