Электроуправляемая асферическая линза
Иллюстрации
Реферат
п, 44ОБЗО
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.02.71 (21) 1617904/18-10 (51) М. Кл. G 02Ь 1/06
G 02Ь 3/14 с присоединением заявки Ме 1625893/18-10
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
Опубликовано 25.08.74. Бюллетень _#_ 31
Дата опубликования описания 17.02.75 (53) УДК 681.427.11 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель
Н. А. Морозов
Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (54) ЭЛЕКТРОУПРАВЛЯЕМАЯ АСФЕРИЧЕСКАЯ
ЛИНЗА
ГесУдаРственный комитет (32) П но
Изобретение относится к области нелинейной оптики, к электроуправляемым фокусирующим устройствам микроскопов, телескопов и других оптических приборов.
Известная линза с электрически управляемым фокусным расстоянием состоит из полой стеклянной линзы, внутрь которой введены электроды и. залит раствор серной кислоты.
Изменение фокусного расстояния линзы происходит в результате изменения показателя преломления раствора серной кислоты при изменении управляющего напряжения.
Однако известное устройство имеет малый диапазон изменения фокусного расстояния вследствие незначительного изменения показателя преломления раствора серной кислоты.
1Яель изобретения — уменьшить аберрации и расширить перепад увеличений линзы.
Это достигается тем, что линза ограничена плоскими поверхностями, образующими прямоугольный параллелепипед, по меньшей мере с одной парой теплоотводящих электродов, по крайней мере у одной пары боковых поверхностей которого контактно размещены электроды, служащие одновременно для отвода тепла от материала линзы; боковые поверхности параллелепипеда попарно наклонены одна к другой на угол, не превышающий
10 ; на задней рабочей поверхности линзы нанесено отражающее покрытие.
На фиг. 1 изображено продольное сечение электроуправляемой асферической линзы; на фиг. 2 — схема включения электроуправляемой асферической линзы; на фиг. 3 — график распределения коэффициента преломления материала линзы в продольном ее сечении; на фиг. 4 — продольное сечение электроупN равляемой асферической линзы, снабженной зеркальным покрытием.
Предлагаемая электроуправляемая асферическая линза выполнена в виде прямоуголь15 ного параллелепипеда 1 в качестве вещества которого используется сегнетоэлектрический, параэлектри ческий, полупроводниковый, или иной оптический материал, характеризующийся зависимостью показателя преломления от
20 температуры, например ориентированный кристалл ниобата бария — стронция Вао,г5Зго,75
° Nb 05. На боковые поверхности параллелепипеда 1 нанесены металлизированные покрытия 2. Две противоположные боковые
25 грани параллелепипеда 1 зажаты между металлическими электродами 3. К электродам 3 (см. фиг. 2) приложено постоянное или переменное напряжение от генератора 4, разогревающее кристалл в соответствии с мощностью
30 диэлектрических или омических потерь Р„.
440630
Распределение температуры, а следовательно, и пропорционального ей показателя преломления по объему параллелепипеда происходит по параболической зависимости (см. фиг. 3), где no — показатель преломления материала параллелепипеда 1 вблизи электродов; и — показатель преломления материала параллелепипеда 1 в различных точках его объема.
Излучение оптического квантового генератора 5 (см. фиг. 2) падает на рабочую поверхность 6 параллелепипеда 1 и в результате имеющегося в данный момент объемного распределения показателя преломления материала параллелепипеда фокусируется на экране 7.
Оптическая сила линзы при этом определяется по формуле где Ф вЂ” оптическая сила линзы (в диоптриях);
У вЂ” площадь поверхности линзы, перпендикулярная падающему излучению;
4 — коэффициент теплопроводности материала линзы;
То — температура электродов;
1 dn1 — — — температурный коэффициент покаи dT т, зателя преломления материала линзы при температуре Тц.
Максимально достижимое значение Ф
10 — 10 диоптрий.
При больших значениях оптической силы Ф целесообразно производить поворот боковых поверхностей параллелепипеда в сторону отклонения излучения. Это обеспечивает сохранение температурного градиента на пути фокусирующихся лучей в материале линзы, что дополнительно увеличивает максимальное значение оптической силы Ф линзы.
При необходимости осуществлять фокусирование излучения со стороны его падения на электроуправляемую асферическую линзу (см. фиг. 4) она снабжается зеркальным покрытием 8 на рабочей поверхности 9, противоположной той, на которую падает излучение.
Таким образом, излучение проходит дважды в материале линзы, и вычисленное значение оптической силы линзы Ф при этом следует удвоить.
Разогрев материала линзы при большой мощности оптического квантового генератора может осуществляться за счет потерь света в материале линзы. Дополнительный электрический разогрев при этом может не использоваться. го Предмет изобретения
1. Электроуправляемая асферическая линза, выполненная из термочувствительного оптического материала с установленными íà ее нерабочих поверхностях электродами, вклюг5 ченными в управляемую цепь, о т л и ч а ющ а я ся тем, что, с целью уменьшения аберраций и расширения перепада увеличений, она ограничена плоскими поверхностями, образующими прямоугольный параллелепипед, ЗО по меньшей мере с одной парой теплоотводящих электродов, по крайней мере у одной пары боковых поверхностей которого контактно размещены электроды, служащие одновременно для отвода тепла от материала лин35 зы.
2. Линза по п. 1, отлич ающаяся тем, что боковые поверхности параллелепипеда попарно наклонены одна к другой на угол, не превышающий 10 .
40 3. Линза по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что на задней рабочей поверхности линзы нанесено отражающее покрытие.