Многоходовая оптическая кольцевая система для исследования осесимметричных объектов

Многоходовая оптическая кольцевая система для исследования осесимметричных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при спектральных исследованиях в осесимметричных пламенах и газовых потоках, а также при изучении физико-химических процессов в ударных трубах. Цель изобретения - повышение пространственного разрешения за счет обеспечения радиального сканирования исследуемого объекта с одновременным изменением числа ходов системы. Многоходовая оптическая кольцевая система содержит оптически сопряженные источник 1, оптическую систему, состоящую из двух вогнутых зеркал 2 и 3 и плоского зеркала 4, зеркальный рефлектор 6, выполненный в виде симметричного шарового пояса с внутренней отражающей поверхностью с входным 5 и выходным 7 окнами, оси которых лежат в плоскости симметрии шарового пояса и пересекаются в его центре под углом. Излучение от источника 1 попадает на подвижное сферическое зеркало 2, формирующее пространственное изображение источника 1 между зеркалами 2 и 3. Сферическое зеркало 3 создает изображение источника в центральной части рефлектора 6 на поверхности пространственного кольца фокусировки 10 с радиусом R. Попадая затем в расходящемся пучке на зеркальную поверхность рефлектора 6, лучи многократно отражаются, пересекаясь после каждого отражения на поверхности кольца фокусировки 10. Изменяя на входе в рефлектор 6 угол наклона лучей за счет поворота сферического зеркала 2, можно получить различное число прохождений излучения в системе с изменением размера пространственного кольца фокусировки 10. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 С 02 В 17/06

В",.Е".ОЮЗНАЯ ь! та. :ЛСИЬЯ

6 ° Б., IQ L;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) МНОГОХОДОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОЛЬЦЕВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится ы оптическому приборостроению и может быть использовано при спектральных исследованиях в осесимметричных пламенах и газовых потоках, а также при изучении физико-химических процессов в ударных трубах. Цель изобретения—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 434)785/24-10 (22) 27.10.87 (46) 15,10.89, Бюл. 9 38 (7!) Институт химической физики

АН СССР (72) С.М.Чернин, С.Б.Михайлов, В.М,Заманский и F..Г,Барская (53) 535.312 (088.8) (56) Львов Б,В. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. M.: Наука, 1966, с. 152.

„„SU„„1515131 А1

3 1515131. повышение пространственного разрешения за счет обеспечения радиального сканиронания исследуемого объекта с одновременным изменением числа ходов системы. Многоходовая оптическая кольцевая система содержит оптически сопряженные источник 1, оптическую ° систему, состоящую из двух вогнутых зеркал 2 и 3 и плоского зеркала 4, зеркальный рефлектор 6, выполненный в виде симметричного шарового пояса с внутренней отражающей поверхностью. с входным 5 и выходным 7 окнами, оси которых лежат в плоскости симметрии !5 шарового пояса и пересекаются в его центре под углом, Излучение от источника 1 попадает на подвижное сферическое зеркало 2, формирующее про1 странственное изображение источника

1 между зеркалами 2 и 3. Сферическое зеркало 3 создает изображение источника в центральной части рефлектора

6 на поверхности пространственного кольца фокусировки 10 с радиусом r.

Попадая затем в расходящемся пучке на зеркальную поверхность рефлектора 6, лучи многократно отражаются, пересекаясь после каждого отражения на поверхности кольца фокусировки 10, Изменяя на входе в рефлектор 6 угол наклона лучей за счет поворота сферического зеркала 2, можно получить различное число прохождений излучения в системе с изменением размера пространственного кольца фокусировки

10, 1 ил °

Изобретение относится к оптичес- 25 кому приборостроению, в частности к оптическим системам с отражающими повеохностями, и может быть использовано при спектральных исследованиях в осесимметричных пламенах и газовых 30 потоках, а также при изучении физи-, ко-химических процессов в ударных трубах.

Целью изобретения является повышение пространственного разрешения за счет обеспечения радиального сканирования исследуемого объекта с одновременным изменением числа ходов системы.

На чертеже показано расположение 40 оптических элементов и ход лучей при десятикратном прохождении в многоходовой оптической кольцевой системе.

Многоходовая сис.тема содержиФ источ ник 1 с расходящимся пучком лучей. 45

Формирующая оптика представлена по ходу лучей зеркалами 2-4 (зеркала

2 и 3 вогнутые сферические, зеркало

4 плоское). Сферическое зеркало 2 подвижное, его сопряженная пара точек совпадает с источником и серединой отрезка между сферическими зеркалами 2-3. Сферическое зеркало 3 неподвижное, одна сопряженная пара точек совпадает с центрами сферического зеркала 2 и входного окна 5 зеркального рефлектора 6, а другая пара сопряженных точек этого же зеркала совпадает с серединой отрезка между сферическими зеркалами 2-3 и точкой, отстоящей от центра зеркального рефлектора на расстоянии радиуса

r определяемого из соотношения

r = R sin i, где,i — угол между осью входного окна рефлектора и оптической осью формирующей оптической системы, R — - радиус зеркального рефлектора. Сферическое зеркало 2 установлено с воэможностью углового сме- щения в меридиальной плоскости. его оправа является входным зрачком многоходовой системы. Габаритные размеры неподвижного сферического зеркала 3 выбраны с запасом, они допускают небольшой угловой сдвиг лучей при повороте сферического зеркала 2.

Плоское поворотное зеркало 4 расположено перед входным окном 5 зеркального рефлектора 6. Отражающие участки зеркального рефлектора 6 расположены на вогнутой сферической поверхности в виде замкнутого симметричного кольца (шарового пояса с внутренней отражающей поверхностью), Под углом

II D II»

I1I = 180 — arcsin — к оси входного

2К окна 5 рефлектора 6 расположена ось выходного окна.7, где D „ — диаметр входного окна рефлектора. Против него установлена линза 8 и приемник излучения 9.

Многоходовая оптическая кольцевая система работает следующим образом.

5 151

Излучение от источника 1 в расходящемся пучке попадает на поднижное сферическое зеркало 2, от которого отраженные лучи в сходящемся пучке направляются к неподвижному сферическому зеркалу. 3. Сферическое зеркало 2 формирует пространственное изображение источника между зеркалами 2-3, От сферического зеркала 3 лучи в сходящемся пучке с помощью поворотного зеркала 4 направляются к входному окну 5 зеркального рефлектора 6. Сферическое зеркало 3 создает изображение источника в центральной части рефлектора на поверхности пространственного кольца

10 фокусировки с радиусом r. Попадая затем в расходящемся пучке на зеркальную сферическую поверхность рефлектора, лучи многократно отражаются, причем после каждого отражения сходящиеся лучи пересекаются в пространстве на поверхности кольца 10 фокусировки. После определенного числа прохождений лучи через выходное окно 7 покидают зеркальный рефлектор, Далее с помощью линзы 8 излучение фокусируется на приемнике 9.

Изменяя на входе в рефлектор угол . наклона лучей за счет поворота сферического зеркала 2, можно получить различное число прохождений излучения в системе. Большему числу ходов соответствует меньший размер про странственного кольца 10 фокусировки.

Неподвижность положения световых пу ков в плоскости входного окна 5 рефлектора при различных числах ходон обеспечивается соответствующим переносом изображения входного зрачка на входное окно, Число прохождени" светового излучения в многоходовой системе может быть подсчитано из соотношения

5131

35 где D — диаметр входного окна рефлек тора;

R — радиус зеркального рефлектора, причем источник излучения оптически

40 сопряжен с зеркальным рефлектором, при помощи дополнительно введенной между ними оптической системы, выи полненной из последовательно устаневленных днух сферических зеркал

45 первого, сопряженная пара точек которого совпадает с источником и точкой, лежащей на оптической оси между сферическими зеркалами, и второго, одна пара сопряженных точек которого совпадает с централи первого сферического зеркала и нходного окна зеркального рефлектора, а другая пара сопряженных точек совпадает с точкой, лежащей на оптической оси

55 между сферическими зеркалами, и точкой, отстоящей от центра зеркального рефлектора на расстоянии радиуса, определяемого иэ соотношения

r К . sin i, 360-oL )

N = ----- )

4i ) где N принимает целые четные значения °

" Максимальное число прохождений ограничивается выражением р вам о1 где М вЂ” угловая апертура со стороны входного окна;

i — угол между осью входного окна рефлектора и оптической осью формирующей системы;

/ — угол между осями входного и выходного окон зеркального рефлектора. формула изобретения

Многоходовая оптическая кольцевая система для исследования осесимметричных объектов, содержащая оптичес-. ки сопряженные источник и приемник

15 излучения с установленным между ними зеркальным рефлектором, отражающие поверхности которого расположены по окружности, отличающаяся тем, что, с целью повышения прост20 ранстненного разрешения за счет обеспечения радиального сканирования исследуемого объекта с одновременным изменением числа ходов системы, отражающие поверхности зеркального

25 рефлектора выполнены н ниде симметричного шарового пояса с внутренней отражающей поверхностью с входным и выходным окнами, оси которых лежат в плоскости симметрии шарового

30 пояса и пересекаются н его центре под углом а D )с

180 — arcsig ——

2R

1515131

Составитель Г,Татарникова

Редактор N.Питкина Техред Л.Олийнык Корректор Н ° ÊîÐîëü

Заказ 6273/44 Тираж 513 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 где i — угол между осью входного окна рефлектора и оптической осью ! дополнительно введенной оптической системы, при этом перфое сферическое зеркало установлено с возможностью поворота в меридиональной плоскости.