Устройство для наблюдения объекта с помощью лазерного проекционного прибора

Устройство для наблюдения объекта с помощью лазерного проекционного прибора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в демонстрационных установках при испытаниях объектов. Сущ2 ность изобретения: в лазерный проекционный прибор, содержащий активный элемент , с одного торца которого расположен двухкомпонентную оптическую систему, а с другой - проекционный объектив, между торцом активного элемента и проекционным объективом введено выпуклое частично отражающее зеркало, а между компонентами оптической системы в плоскости оптически , сопряженной с зеркалом, установлена диафрагма, фокус второго компонента совмещен с диафрагмой, причем фокусное расстояние второй линзы больше фокусного расстояний первой линзы. 1 ил.

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛ6СТВУ (21) 4877592/10 (22) 09.07.90 (46) 15.04.93. Бюл. N.. 14 (71) Ф рязинский филиал Центрального научно-исследовательского института "Циклон" (72) В.Ф.Мартынов, Н,А.Лябин (56) Патент США N 3786366, кл, 331/945, опубл. 1974, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ

ОБЪЕКТА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО ПРОЕКЦИОННОГО ПРИБОРА (57) Использование: в демонстрационных установках при испытаниях объектов. СущИзобретение относится к области прикладной оптики, в частности, к лазерным проекционным микроскопам.

Цель изобретения состоит в обеспечении видимости на экране существенно удаленных от лазера объектов с увеличением, достаточным для группового наблюдения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для наблюдения оптическая система для наблюдения представляет собой телескоп, который настроен на наблюдаемый объект, в пределе — "на бесконечность", а для создания изображения на экране имеется проекционное устройство, подобное применяемому в любом кинопроекторе.

Первый же эксперимент, проведенный по указанной схеме, дал отрицательный результат: картинка получалась почти невидная на фоне засветки, требовала строгой фокусировки вслед за перемещаемым объектом, Поэтому была проведена дальней„„!Ы„„1809413 А1 (5I)5 G 02 В 23/12//G 02 В 27/48 ность изобретения: в лазерный проекционный прибор, содержащий активный элемент, с одного торца которого расположен двухкомпонентную оптическую систему, а с другой — и роекцион н ый объектив, между торцом активного элемента и проекционным объективом введено выпуклое частично отражающее зеркало, а между компонентами оптической системы в плоскости оптически, сопряженной с зеркалом, установлена диафрагма, фокус второго компонента совмещен с диафрагмой, причем фокусное расстояние второй линзы больше фокусного расстояний первой линзы. 1 ил. шая доработка, выразившаяся в фильтрации когерентного излучения и пучков с одинаковыми угловыми характеристика. Для этой цели была введена вместо обычного телескопа телескопическая система с диафрагмой, фильтрующей пучки со строго одинаковыми углами расходимости сверхизлучения и введено также выпуклое зеркало неустойчивого резонатора, что позволило дополнительно навязать сверхизлучению необходимые однородные когерентные характеристики.

На чертеже изображена функциональная схема устройства, устройство содержит ла-, зерный активный элемент 1 в качестве облучателя предметов и усилителя яркости изображения, С одного торца трубки (активного элемента) расположено полупрозрачное, преимущественно выпуклое зеркало 2, с радиусом кривизны на 1-2 порядка меньше длины активного элемента, с другого конца — фильтр — коллиматор из двух положитени ых (фокусирующих) линз Э и 6 и диеф=: го конца ЛАЭ 12 = 135 см:. В качестве выпу рагмы 4, лого зеркв 1а 2 использовался стеклянный

3а выпуклым зеркалом 2 установлен мениск с коэффициентом отражвнияр=- Ag„ проекционный объектив 7, Экран 8 преднез- и радиусом кривизны R =- 10 см, Коллиматор начен для наблюдения изображения пред- 6 был образован линзами 3 и 5 с фокусным мета 6. расстоянием Г = 15 см, Для эффективного

Работа предложенной конструкции выделения когерентного пучка излучения (Я происходит следующим обраэоь1,, из фонового излучения (а), диафра ма 4

С помощью источника питания осуще- была установлена в плоскости его фокусиствляется накачка лазерного активного эле- "0 ровки и имела диаметр отверстия, близкий мента (ЛАЭ) 1. В его активной среде кдиаметру перетяжки(0,2 мм), возникают усиливающиеся спонтанные "за- В качестве предмета наблюдения 6 притравки", приводящие к образованию двух меняли микросхемы, монеты, тексты и т.д. расходящихся пучков излучения — пучок с . Указанные предметы устанавливались на углом распространения а= 0/И, где D и I< — "5 расстоянии до L 5 м от ЛАЭ..дальше этого диаметр и длина активной среды и /3- О/1ъ расстояния предмет отдалять пока не пригде lz — расстояние от зеркала 2 до дальнего шлось из-за ограниченности зоны инверсии торца границы активной среды), Пучок с yr- . во времени (30 мс), лом распространения р формируется при На фотографии фиг. 2 представлены участии выпуклого зеркала 2, Этот пучок, по. 20 экспериментально полученные изображепричине малого радиуса кривизны, облада- ния предметов примерно со стократным ет высокой пространственной когерентно- увеличением: ЛАЭ работал с частотой слестью и представляет в данной конструкции дования импульсов 10 кГц (7=100 мкс). Позпрактическую ценность. С помощью линзы тому в соответствии с формулой 1 можно

3 фильтра.— коллиматора когерентный пучок 25 наблюдать изображения предметов, удафокусируется в пятно малого диаметра(пе- ленных на большие расстояния L =(Kx1500 ретяжка) и диафрагмой 4 выделяется из + 5) см. Применение лазерных трубок на фона пучка с низкой когерентностью (а). парахмедиприведеноздесьвкачествеприЛинзой 5, фокус которой; совмещен с пло- мера, который был наиболее доступен автоскостью диафрагмы, выделенный расходя- 30 рам по роду их деятельности, Возможно щийся .пучок преобразуется. с цилиндри- применение и других активных сред. важно ческий с плоским волновым фронтом. Чем только их большое усиление, Например, в .больше отношение f2/f3/f5 и f3= фокусныв . непрерывном режиме возможно использорасстояния линз 3 и 5), тем больше диаметр .вайие полупроводниковых сверхизлучацилиндрического пучка и, соответственно 35 тельных диодов, В принципе возможно площадь облучаемой поверхности предмета создание и лазерного телевидения по воло6. Часть отраженного от предмета излуче- конным линиям связи с передачей непосния, несущего изображение, через фильтр — редственно изображения, -Трансляция коллиматор возвращается обратно в ЛАЭ 1, изображения микрообъектов открывает

Усиленное по яркости изображение прохо- 40 возможность создания различных демондит через полупрозрачное зеркало 2 и йро-: страционных установок, аналогичных реецируется объективом 7 на экран 9, . кламных табло на стадионах, в парках, в

Дйапазон расстояний L, с которых мож- концертных залах, но наблюдать усиленное изображение Разница состоит в существеннейшей предмета в импульсном режиме ЛАЭ, опре- 45 простоте предлагаемых устройств по сравделяется временем существования инвер-: нейию с телевидением, его сложной расии (zg+Q) и межимпульсным периодом Т и диотехникой и проекционными устройстможно выписать по формуле .. вами.

Еще одно специфическое применение

5Р предлагаемого проекционного устройства где С вЂ” скорость света, К вЂ” О, 1, 2, 3,.; состоит в том, что на экран возможно проПроверка работоспособности предло- ецировать изображение объекта во время. женного устройства проводилась с АЛАЭ от его испытаний,. «например, на вибростенде, лазера на парах меди типа ГЛ-201 (8), обла- Удаляя устройство от вибростенда, можно дающего высоким усилением активной сре- 55 получить на экране изображение объекта ды (сотни дБ/м) и коротким временем целиком, а не его малую часть, как в проексуществования инверсии (С .30 нс), Длина ционном микроскопе. Наблюдая такоедзоЛАЭ 11= 130 см, диаметр входной апертуры бражение, можно обнаружить резонансы

D - 2 см, расстояние от зеркала 2 до дальне- различных частей объекта. Используя ра",Составитель В. Мартынов

Техред М:Моргентал Корректор Т. Вашкович

Редактор

Заказ 1285 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ичные фотоприемники, можно измерить частоту и амплитуду колебаний.

Формула изобретения

Устройство для наблюдения обьекта с помощью лазерного проекционного прибо- 5 р6, сод6ржащее лазерный активный эл6 мент, с одного торца которого расположена оптическая система с двумя положительными линзами, с другой — проекционный обьектив, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 10 наблюдения удаленных обьектов, между проекционным объективом и обрлщенным ь нему выходным торцом активно о элементя установлено выпукл06 частично Отражаю: щее зеркало, а в плоскости, Оптически сопряженной с выпуклым зеркалом через первую линзу, ближнюю к входному торцу активного элемента, установлена диафрагма, фокус второй линзы совмещен с диафрагмой, причем фокусное расстояние второй линзы больше фокусного расстояния первой линзы.