Многоходовая матричная система

Многоходовая матричная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОХОДОВАЯ МАТРИЧНАЯ СИСТЕМА , содержащая два вогнутых (основное и вспомогательное) зеркала-коллектива , три вогнутых зеркалаобъектива , установленных с возможностью поворота относительно горизонтальной реи, два из которых установлены на общем основании с возможностью поворота относительно вертикальной оси, входное и выходное отверстия, при этом все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, о т личающаяс.я тем, что, с целью повышения виброустойчивости системы и увеличения числа ходов излучения при сохранении размеров коллективов , в нее введено дополнительное вогнутое зеркало-объектив той же кривизны, при этом все зеркала-объективы жестко закреплены одно относительно другого на общем основании и расположёны попарно симметрично относительно центра кривизны основного зеркала-коллектива, а центр кривизны вспомогательного зеркалаколлектива расположен в центре симметрии двух зеркал-объективов, при (Л надлежащих разным парам, причем обliiee основание установлено с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО.(ИХ

РЕС11УБЛИК (19) (11) А

1(51) 02 В 17/06) g 01 К 21/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I 3 — „ .

H ABTOPGKOlVlVСВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3465282/ 18-10 (22) 06 ° 07.82 (46) 07.05 84. Бюл. )) 17 (72) С.h1.Чернин и Е.Г.Барская (71) Ордена Ленина институт химической физики AH СССР (53) 535.8(088 ° 8) (56) 1. Applied Optics, 1971, 10, )) 8, р.1892.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3390275/18-10, кл, С 02 В 17/06 04 ° 02 ° 82. (54) (57} МНОГОХОДОВАЯ МАТРИЧНАЯ СИСТЕМА, содержащая два вогнутых (основное и вспомогательное) эеркала-, коллектива, три вогнутых зеркалаобъектива, установленных с возможностью поворота относительно горизонтальной оси, два из которых установлены .на общем основании с воэможностью поворота относительно вертикальной оси, входное и выходное отверстия, при этом все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, о т . . л и ч а ю щ а я с .я тем, что, с целью повышения виброустойчивости системы и увеличения числа ходов излучения при сохранении размеров коллективов, в нее введено дополнительное вогнутое зеркало-объектив той же кривизны, при этом все зеркала-объективы жестко закреплены одно относительно другого на общем основании и расположены попарно симметрично относительно центра кривизны основного зеркала-коллектива, а центр кривизны вспомогательного зеркалаколлектива расположен в центре сим- @

C метрии двух зеркал-объективов, принадлежащих разным парам, причем общее основание установлено с возможностью поворота в двух взаимно С: перпендикулярных плоскостях.

1091101

Изобретение относится к оптичес.кому приборостроению, в частности к оптическим системам с отражающими поверхностями, и может быть использовано при разработке светосильных кювет с очень большой длиной оптического пути, осуществлении многоходовых зеркальных систем открытого типа на дальних расстояниях, а также при создании регулируемых многокилометровых линий задержки оптических сигналов.

Известна многоходовая оптическая система, содержащая три вогнутых зеркала, из которых первое и второе установлены рядом и выполняют роль объективов, а третье,.противолежащее на расстоянии радиуса кривизны, является коллективом, на котором формируется матрица последовательных промежуточных изображений осветителя (1) ..

Однако число ходов в ней недостаточно для достижения многокилометровой длины оптического пути.

Наиболее близкой к предлагаемой является многоходовая матричная система, содержащая два вогнутых (основное и вспомогательное) зеркала-коллектива, три вогнутых зеркалаобъектива, установленных с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, два из которых установлены на общем основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, входное и выходное отверстия, при этом все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны (2).

Недостатком такой системы является неполная виброустойчивость °

Поскольку третий объектив имеет самостоятельный механизм поворота и жестко не закреплен с первым и вторым объективами, то в результате

Вибрации этого механизма возможно смещение целых строчек в матрице иэображений. С увеличением количества строк ошибка угла между жестко соединенными первым, вторым (спаренными) и третьим объективами приводит к возрастанию смещения строчек в обоих направлениях. Кроме того, в системе .недостаточное количество промежуточных изображений для достижения в лабораторных условиях многокилометровой длины оптического пути.

Цель изобретения - повышение виброустойчивостн системы и увеличение числа ходов излучения при сохранении размеров коллективов. указанная цель достигается тем, что в многоходовую матричную систему, содержащую два вогнутых (основное и вспомогательное) зеркала-коллектива, три вогнутых зеркала-объектива, установленных с воэможностью поворота относительно горизонтальной

65 оси, два из которых установлены на общем основании с возможностью поворота относительно вертикальной оси, входное и выходное отверстия, при этом все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, введено дополнительное вогнутое зеркало-объектив той же кривизны, при этом все зеркалаобъективы жестко закреплены одно относительно другого на общем основании и расположены попарно симметрич- но относительно центра кривизны . основного зеркала-коллектива, а центр кривизны вспомогательного зеркала-коллектива расположен в центре симметрии двух зеркал-объективов, принадлежащих разным парам, причем общее основание установлено с воэможностью поворота в двух взаимно пер- пендикулярных плоскостях.

Изменение числа изображений в каждой строке, т.е. число колонок в матрице достигается поворотом основания с объективами вокруг вертикальной оси, перпендикулярной строкам матрицы иэображения. Число колонок прямо пропорционально углу поворота.

Регулировка числа строк в матрице производится наклоном основания с объективами вокруг. горизонтальной оси, параллельной строкам матрицы изображений. Число строк прямо пропорционально углу наклона основа,ния.

На фиг. 1 представлен вариант расположения зеркал-объективов на круглом основании; на фиг ° 2 - зеркала-коллективы с промежуточными изображениями на их поверхностях, где цифры показывают порядок образования изображений при настройке сис-, темы на 90 прохождений света.

Устройство содержит входное отверстие 1 и находящееся под ним выходное отверстие 2. Против входного и выходного отверстий 1 и 2 на расстоянии радиуса кривизны зеркал расположены спаренные объективы 3, 4 и 5, 6, жестко закрепленные на подвижном основании 7 в единый блок. Основание

7 вместе с объективами имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси 8 -и горизонтальной оси 9. Установленное напротив спаренных зеркалобъективов основное зеркало-коллектив 10 находится в непосредственной близости от входного и выходного отверстий 1 и 2. Центр кривизны коллектива 10 расположен в центре симметрии пар объективов 3, 4 и 5, 6.

Поэтому коллектив 10 изображает объективы 3 и 4, а также 5 н 6 друг, на друга. Вспомогательное зеркалоколлектив 11 ориентировано так, чтобы изображать объективы 3 и 5, принадлежащие разным парам, друг на друга. Его центр кривизны расположен в центре симметрии объективов 3 и 5,:.1091101

Многоходовая матричная система работает следующим образом.

Через входное отверстие 1 излучение от высокоапертурного или лазерного осветителя попадает на противостоящий зеркальный объектив 3, который создает промежуточное изображение входного отверстия на поверхности коллектива 10. От поворота основания 7 — блока объективов зависит расстояние от входного отверстия до его первого иэображения, от наклона основания — величина этого смещения вниз по вертикали. После образования первого изображения излучение ,отражается от коллектива 10 на объек-l.5 тив 4, который формирует второе иэображение рядом с входным отверстием 1 на самом краю коллектива 10.

Спаренные зеркальные объективы 3 и 4 поочередно фокусируют с опреде-. .ленным смещением изображения входного отверстия на коллективе 10 до тех пор, пока не будут построены две строки изображений, и последнее не попадет на коллектив 11. ОтРаженное от него излучение направится к объективу 5 следующей пары. Далее поочередно фокусируют зеркальные объективы 5 и 6, образуя две новые строки изображений, и последнее изображение вновь не попадет на коллектив 11. Опять начнут работать спаренные объективы 3 и 4. И так до тех пор, пока последнее изображение не попадет в выходное отверстие 2 системы.

При повороте основания 7 центры кривизны жестко спаренных объективов

3, 4 и 5, 6 скользят по поверхности коллектива 10, сохраняя расстояние между собой неизменным. При наклоне 40 основания эти центры также смещаются по высоте, их взаимное расположение остается постоянным. Последнее иэображение попадет в выходное отвер-, стие 2 не при любом повороте и накло не основания 7, а в положениях, соответствующйх фиксированным смещениям первого изображения, кратным указанным межцентровым расстояниям.

Поскольку центры кривизны объективов разных пар разнесены по высоте с определенным смещением, в матрице создается двойное наложение иэображений, при этом сохраняется принцип суперпоэиций.

Число прохождений света в многоходовой матричной системе может быть подсчитано иэ соотношения

Х = (4К- 2) (С - 1), где Х вЂ” число ходов;

К вЂ” число колонок матрицы, составляющее ряд натуральных чисел 1, 2, 3, 4, 5 . ° . °

С вЂ” число строк матрицы, составляющее ряд четных чисел

2, 4, 6, 8, 10 ° ° °

Двойное наложение изображений осуществляется в матрице при значениях К 2 и С> 4

Многоходовая матричная систе ма обладает высокой виброустойчивостью, которая достигается тем, что подвижной частью механизма регулировки числа изображений матрицы являются две парй объективов; жестко связанные между собой в едином блоке, причем все четные и нечетные изображения матрицы, соответственно, повторяют поло-. жение входного. отверстия и его первого изображения при любом числе ходов. Многоходовая матричная сис-. тема позволяет значительно увеличить длину оптического пути за счет возрастания количества промежуточных изображений и их компактного расположения.

1091101

Яиа. 2

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4