Устройство для отклонения светового пучка

Устройство для отклонения светового пучка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 399736

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 20,Х.1969 (№ 1368651 26-25) М. Кл. G Olj 3, 06 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Министров ",CCP оа долам изасретений и втквытиЙ

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 7.П.1974

УДК 535.853.64 (088.8) Авторы изобретения

В. К. Архипов, Е. И. Ершов и P. П. Тарасов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ СВЕТОВОГО ПУЧКА

Изобретение относится .к устройствам электрооптического отклонения светового, в основном лазерного, пучка, в которых, с целью повышения чувствительности, объем отклоняющего элемента используется многократно.

Известны устройства, в которых объем активного (отклоняющего) элемента используется многократно, состоящие из двух отражающих элементов, между которьнми .помещены активный и фокусирующий элементы.

Входящий светово и .пучок, последовательно отражаясь, проходит несколько раз объем активного элемента и выходит из устройства.

При каждом проходе пучок фокусируется. Направлеп ие перемещения пучка света при отражении совмещено с натеравлением перемещения пучка, вызванного активным элементом. В качестве отклоняющего (активного) элемента используется электрооптическая призма.

Известное устройство позволяет значительно увеличить чувствительность отклоняющего элемента. Одна ко при существенном увеличен ии чувствительности опклоняющего элемента резко возрастает инерционность отклонения вследствие того, что путь светового пучка на один проход, а соответственно, и время, затраченное световым пучком на один проход, много больше геометрических размеров отклоняющего элемента и времени прохождения отклоняющего элемента при одном проходе. Значительное увеличение геометрических размеров устройства по сравнению с геометрическими размерами отклоняющего элемента затрудняет реализацию многократного использования объема отклоняющего элемента, а совмещение направления перемещения пучка, вызванного отклоняющим элементом, с направлением перемещения, вызванного отражающими эле10 ментами, приводит к зависимости чувствительности отклоняющего сигнала.

Предлагаемое устройство позволяет снизить инерционность отклонения, уменьшить геометрические размеры, а та кже исключить зави15 спмость чувствительности от амплитуды от,клоняющего сигнала благодаря тому, что используется формирующий элемент B виде щели ылп системы цилиндрических линз, после прохождения которых пучок света коллими20 рован и имеет прямоугольное .поперечное сечение,,меньшая сторона которого совмещена с направлением перемещения пучка, вызванного отражающим элементом.

На фиг. 1 схематически представлен первый

25 вариант предлагаемого устройства без фокусирующего элемента; на фиг. 2 — то же, с фокусирующим элементом; на фиг. 3 — предлагаемое устройство с электрооптически.м отклоняющим элементом на основе кристаллов зО ДКДР, КДР, АДР.

399736

Б первом варианте (см. фиг. 1) исходный световой поток проходит через формирующий элемент 1, состоящий из щели или системы цилиндрических линз, после, которого он коллвмирован в направлении, ортогональном к направлению отклонения, и имеет по перечное сечение 2;прямоугольного вида. Коллимированный пучок входит в резонатор @абри-Перо, образованный двуIìÿ плоскими зер калами

3 с высокоотражающими;п о крытиями 4, имеющими резко очерченные, края в местах входа и выхода светового лучка. Пучок входит под некоторым )tãëîì к нормали поверхностей зеркал, последовательно отражаясь, делает несколько проходов внутри резонатора и выходит из него; внутри ггомещен отклоняющий элемент 5. Перемещение пучка за счет отражения от зеркал происходит в направлении Хь совпадающем с малой стороной поперечного сечения пучка; направление Х,перемещения, вызванного отклоняющим элементом, совпадает с большей стороной прямоугольничка поперечного сечения светового IIó÷ка.

Во втором варианте (ом. фиг. 2) исходный световой пучок проходит через формирующий элемент 1, состоящий из щели или системы цилиндрических линз, после которого он коллимирован в направлении, ортогональном к направлению отклонения, и имеет поперечное сечение прямоугольного вида. Коллимированный пучок входит в систему, состоящую из сферического зеркала б с высокоотражающим покрытием и специальной призмы 7 с отражающими поверхностями,,последовательно отражаясь, делает несколько проходов и выходит из системы.

Вершина призмы находится в фокальной плоскости зеркала б. Грань призмы, противоположная вершине призмы, параллельна фокальной плоскости зеркала. Между зеркалом и призмой расположен отклоняющий элемент

5. Перемещение пучка при отражении происходит благодаря тому, что вершина призмы не совмещена с фокусом зеркала. Перемещение пучка за счет отражений происходит в направлении Хь совпадающим с,малой стороной поперечного сечения пучка; напр авление перемещения Х>, вызванного отклоняющи м элементом, совпадает с большей стороной прямоугольника;поперечного сечения светового пуч ка.

Выход пучка из системы обеспечивается тем, что на зеркале имеется область, свободная от отража ющего,покрытия, в виде полоски с резко очерченными краями, проходящей

З0

40 через центр зеркала в направлении отклонения. Использование фокусировки позволяет увеличить число, проходов, и следовательно. чувствительность элементов по сравнению с элементам 1.

Предлагаемое устройство более эффективно, если E качестве а ктивных (отклоняющих) элементов использовать электрооптические от,клоняющие элементы с непрерывным по объему огклоцением и квадратной апертурой.

Однако использование диэлектрических оо кладок, оправданное в случае высоких нап ряжений, и выбор ориентации электрооптического;кристалла относительно электродов не позволяет наиболее полно использовать объем отклоняющего поля; сложный гиперболический контур электродов затрудняет изготовление отклоняющих элементов.

Проведенный анализ отклоняющих элементов данного типа, выполненных на основе кристаллов ДКДР, КДР, АДР, показывает, что возможны другие ориентации кристалла относительно электродов, а сложный профиль электродов может быть заменен более просты м. Поэтому в предлагаемом устройстве используется электрооптический отклоняю,щий элемент (см. фиг. 3) .на основе .кристаллов ДКДР, КДР. АДР, выполненный в виде параллелепипеда с квадратным поперечным сечением, на боковые плоскости которого нанесены электроды 8, причем оптическая ось кристалла перпендикулярна к одной из пар боковых плоскостей параллелепипеда. Отклонение происходит в направлении оптической оси для светового пучка,,поляризованного в плоскости, перпендикулярной оптической оси.

Первый и второй варианты допускают оптическую склейку элементов предлагаемого устройства, при которой снижаются потери интенсивности светового пучка.

Предмет изобретения

Устройство для отклонения светового пучка, содержащее отклоняющий элемент на основе кристаллов дигидрофосфат калия — дигидрофосфат аммония, выполненный в виде IIapaëлелепипеда, на боковые поверхности которого нанесены электроды, отлика)ошееся тем, что, с целью снижения инерционности отклонения, перед отклоня ощим элементом помещен оптический элемент, формирующий световой пучок с прямоугольным поперечным сечением, ориентированный относительно отклоняющего элемента так, что большая сторона поперечного сечения пучка совпадает с направлением отклонения.

399736

А-A фиг. 1

Х1

Х2

Редактор А. Батыгнн корректор T. Добровольская

Заказ 186/13 Изд. № 43 Т ираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Зверев

Техред Л. Богданова

В

Фиг. 5