КОМБИНИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛЯРИЗОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F21V9/14 F21S8/12 F21W101/10 

Изобретение относится к источникам поляризованного излучения и может использоваться в антиослепительных системах, базирующихся в своей работе на поляризованном излучении для обеспечения безопасности и, в частности, для обеспечения безопасности движения транспортных средств; изобретение может быть использовано также в поляризационной микроскопии и в локации.

Известны устройства для автомобильного и другого транспорта, использующие для получения поляризованного излучения источник неполяризованного излучения - лампу накаливания и поляризатор излучения [1, 2].

Недостатками известных устройств являются сложность устройства в производстве, монтаже и эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является автофара с поляризованным и неполяризованным источником света [2] , содержащая источник неполяризованного излучения - лампу накаливания, отражатель, разделитель ортогональных поляризационных составляющих излучения, формирователь параллельности лучей, вращатель ортогональных поляризационных составляющих излучения, выходной поляризационный фильтр и рассеиватель.

Недостатки прототипа:
- сложность устройства в производстве, монтаже, а также эксплуатации [2] .

- сложность использования совместно со штатными приборами излучения транспортных средств - фарами в связи с большими габаритами поляризатора излучения [2].

Заявляемое техническое решение в приложении к транспортным средствам направлено на получение компактной и технологичной конструкции источника поляризованного излучения на основе источника неполяризованного излучения подсвета - фары транспортного средства.

Это достигается тем, что в автофаре с поляризованным и неполяризованным источником света, содержащей источник поляризованного излучения, выполненный из последовательно установленных источника неполяризованного излучения, разделителя ортогональных поляризационных составляющих, формирователя параллельности лучей, вращателя ортогональных поляризационных составляющих излучения и выходного поляризационного фильтра, комбинированный источник поляризованного излучения дополнительно включает систему пространственных линз-преобразователей плоской волны (4), которая вместе с разделителем ортогональных поляризационных составляющих излучения (5), формирователем параллельности лучей (6), вращателем ортогональных поляризационных составляющих излучения (7) и выходным поляризационным фильтром (8) образует формирователь-поляризатор излучения (2), который выполнен соответственно в виде тонкого пакета последовательно установленных и оптически согласованных системы пространственных линз-преобразователей плоской волны (4), системы разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения (5), системы формирователей параллельности лучей (6), системы чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения (7) и выходного поляризационного фильтра (8) и установлен в выходной плоскости источника неполяризованного излучения (1) (фиг. 1).

Предлагаемое техническое решение поясняется с помощью фиг. 1, 2, 3, 4, 5.

На фиг.1 a, b, c показаны варианты комбинированного источника поляризованного излучения с различным положением формирователя-поляризатора излучения (2) относительно источника неполяризованного излучения подсвета - фары (1) транспортного средства.

На фиг. 2 показана последовательность преобразования неполяризованного излучения источника в поляризованное излучение.

На фиг. 3 показаны конструктивное выполнение фрагмента формирователя-поляризатора излучения (2), использующего прямолинейные поверхности в системах разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения (5) и формирователей параллельности лучей (6), и ход лучей ортогональных поляризационных составляющих излучения в пространстве.

На фиг. 4 показаны конструктивное выполнение фрагмента варианта разделителя ортогональных поляризационных составляющих излучения (5), формирователя параллельности лучей (6) и ход лучей в пространстве ортогональных поляризационных составляющих излучения.

На фиг. 5 показаны конструктивное выполнение фрагмента формирователя-поляризатора излучения (2), использующего криволинейные поверхности в системах разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения (5) и формирователей параллельности лучей (6), и ход лучей ортогональных поляризационных составляющих излучения в пространстве.

На фиг. 1-5 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - источник неполяризованного излучения подсвета -фара;
2 - формирователь-поляризатор излучения;
3 - фронт волны неполяризованного излучения;
4 - система пространственных линз-преобразователей плоской волны;
5 - система разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения;
6 - система формирователей параллельности лучей излучения;
7 - система чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения;
8 - выходной поляризационный фильтр;
9 - фронт волны поляризованного излучения.

Таким образом, заявляемое устройство (фиг. 1) - комбинированный источник поляризованного излучения состоит из источника неполяризованного излучения (1) и формирователя-поляризатора излучения (2), который выполнен из последовательно собранных системы пространственных линз-преобразователей плоской волны (4), системы разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения (5), системы формирователей параллельности лучей (6), системы чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения (7) и выходного поляризационного фильтра (8).

Устройство работает следующим образом.

Фронт волны излучения (3) (фиг. 2) от неполяризованного источника излучения падает на последовательно собранные системы формирователя-поляризатора излучения (2) (фиг. 1). Система пространственных линз-преобразователей плоской волны, например цилиндрических или сферических линз, (4) делит излучение в пространстве на параллельные чередующиеся области излучения и тени, где излучение отсутствует, с периодом, определяемым конструкцией. Поток излучения каждой области излучения падает соответственно на систему разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения (5) (фиг. 3, 4, 5) под углом Брюстера или близким к нему в каждой точке поверхности, где одна из поляризационных составляющих, параллельная плоскости разделителя ортогональных поляризационных составляющих, проходит через разделитель ортогональных поляризационных составляющих излучения, а вторая - перпендикулярная к плоскости разделителя составляющая - отражается и с помощью формирователей параллельности лучей (6) направляется параллельно первой. При этом система формирования параллельности лучей (6) пропускает перпендикулярную к поверхности поляризационную составляющую излучения при ее падении на поверхность под углом, значительно отличающимся от угла Брюстера [3], например под нормальным углом. Таким образом образуются разнесенные в пространстве, но параллельные по направлению распространения ортогональные поляризационные составляющие излучения. В случае работы системы разделителей ортогональных поляризационных составляющих с падающими на нее параллельными лучами используются плоские разделители ортогональных поляризационных составляющих и формирователи параллельности лучей (фиг. 3). Ход лучей показан на фиг. 3, 4. При использовании сходящихся лучей после системы пространственных линз-преобразователей плоской волны (фиг. 5) используются разделители ортогональных поляризационных составляющих излучения и формирователи параллельности лучей с самосопряженными криволинейными поверхностями, на выходе которых формируется плоский фронт параллельных лучей. Сформированные параллельные лучи падают на систему чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения (7), где их поляризационные характеристики приводятся к однотипной. После этого они проходят через выходной поляризационный фильтр (8), стабилизирующий плоскость поляризации выходного излучения, и суммируются в пространстве (9) (фиг.2).

Оптические системы пакета оптически согласованы между собой наполнителем для предупреждения смещения лучей.

Использование изобретения позволит:
- создать компактную и технологичную конструкцию источника поляризованного излучения на основе источника неполяризованного излучения транспортного средства,
- упростить эксплуатацию и повысить надежность устройства за счет использования компактной конструкции формирователя- поляризатора излучения.

Список литературы
1. Schweizerische eidgenossenschaft CH 536459. 30.04.1973. F 21 M 3/04.

2. United States Patent 4219867. Aug 26 1980. F 21 V 9/14. Zehender. Vehicle headlight with polarized and non polarized light emission.

3. Б. M. Яворский, А.А.Детлаф. Курс физики, т.4, М.: ИВШ. 1967, стр. 89.

Изобретение относится к области светотехники, а именно к комбинированным источникам поляризованного излучения, и используется, в частности, в антиослепительных системах, базирующихся в своей работе на поляризованном излучении подсвета для обеспечения безопасности движения транспортных средств. Изобретение также может быть использовано в поляризационной микроскопии и в локационных устройствах. Технический результат - создание технологичной конструкции комбинированного источника поляризованного излучения. Источник состоит из источника неполяризованного излучения и формирователя-поляризатора излучения, который выполнен в виде тонкого пакета последовательно установленных и оптически согласованных систем пространственных линз-преобразователей плоской волны, разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения, формирователей параллельности лучей, чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения и выходного поляризационного фильтра и установлен в выходной плоскости источника неполяризованного излучения. 5 ил.

Комбинированный источник поляризованного излучения, включающий последовательно установленные источники неполяризованного излучения, разделитель ортогональных поляризационных составляющих, формирователь параллельности лучей, вращатель ортогональных поляризационных составляющих излучения и выходной поляризационный фильтр, отличающийся тем, что в устройство дополнительно введена система пространственных линз-преобразователей плоской волны, которая вместе с разделителем ортогональных поляризационных составляющих излучения, формирователем параллельности лучей, вращателем ортогональных поляризационных составляющих излучения и выходным поляризационным фильтром образуют формирователь-поляризатор излучения, который выполнен соответственно в виде тонкого пакета последовательно установленных и оптически согласованных системы пространственных линз-преобразователей плоской волны, системы разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения, а также системы формирователей параллельности лучей, системы чередующихся пространственно согласующих вращателей ортогональных поляризационных составляющих излучения и выходного поляризационного фильтра и установлен в выходной плоскости источника неполяризаванного излучения.