УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОЙ ДИСПЕРСИИ Российский патент 2000 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к атмосферной оптике и предназначено для исследования распространения света в атмосфере.

Известно устройство для определения атмосферной дисперсии, содержащее оптическую систему с полосовым фильтром и два вращающихся зеркала, строящих изображение объекта (звезды) в двух взаимно перпендикулярных направлениях вдоль и поперек атмосферной дисперсии на два щелевидных приемника, подключенных к блоку обработки сигналов. (Авт. свид. СССР N 1627934, опубл. 15.02.91, бюлл. N 6).

Устройство имеет недостаточную точность регистрации из-за сдвижки по времени между сканированиями вдоль и поперек дисперсии.

Наиболее близким является устройство, содержащее оптическую систему с полосовым оптическим фильтром, зеркало на валу двигателя, размещенное под углом к оптической оси, и два фотоприемника, раздвинутых по оптической оси на угол 90^o и подключенных к блоку обработки сигналов. (Авт. свид. СССР N 1631487, опубл. 28.02.91, бюлл. N 8).

Однако известное устройство также имеет недостаточную точность регистрации.

Предлагаемое устройство предназначено для более точного определения атмосферной дисперсии.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в устройство для определения атмосферной дисперсии, содержащее оптическую систему с полосовым оптическим фильтром, зеркало, расположенное под углом к оптической оси системы, два фотоприемника, подключенные к блоку обработки сигналов, и двигатель, введены три дополнительных зеркала и диск с радиальными прорезями, размещенный на валу двигателя, причем зеркало выполнено полупрозрачным, за ним расположено первое дополнительное зеркало, размещенное под углом к оптической оси системы и развернутое по оптической оси относительно полупрозрачного зеркала, второе и третье дополнительные зеркала расположены у прорезей диска параллельно поверхностям соответственно полупрозрачного и первого дополнительного зеркал, диск размещен в плоскости изображений, сформированных оптической системой и зеркалами, а фотоприемники расположены за прорезями диска и ориентированы в сторону второго и третьего дополнительных зеркал.

При этом полупрозрачное и первое дополнительное зеркала расположены под углом 45^o к оптической оси, а первое дополнительное зеркало развернуто по оптической оси на угол 90^o относительно полупрозрачного зеркала.

На чертеже приведена схема устройства для определения атмосферной дисперсии.

На чертеже схематично приведен диск с двумя радиальными прорезями и стрелкой показано направление удлинения объекта за счет атмосферной дисперсии.

Устройство содержит оптическую систему 1, полосовой оптический фильтр 2, полупрозрачное зеркало 3, первое дополнительное зеркало 4, второе дополнительное зеркало 5, третье дополнительное зеркало 6, диск 7 с радиальными прорезями 8, двигатель 9, фотоприемники 10 и 11 и блок обработки сигналов 12, подключенный к выходам фотоприемников 10 и 11.

Полупрозрачное зеркало 3 расположено под углом 45 градусов к оптической оси системы. Первое дополнительное зеркало 4 расположено за полупрозрачным зеркалом 3 под углом 45 градусов к оптической оси системы и развернуто по оптической оси на 90 градусов относительно полупрозрачного зеркала 3.

Второе и третье дополнительные зеркала 5 и 6 расположены у прорезей 8 диска 7 параллельно поверхностям соответственно полупрозрачного и первого дополнительного зеркал 3 и 4 на пути отраженного ими светового потока.

Диск 7 расположен в плоскости изображений, сформированных оптической системой 1 с полосовым фильтром 2 и зеркалами (попарно) 3 и 5, 4 и 6, и размещен на валу двигателя 9.

Фотоприемники 10 и 11 расположены за прорезями 8 диска 7 и ориентированы соответственно в сторону дополнительных зеркал 5 и 6.

Устройство работает следующим образом.

Ось оптической системы 1 ориентируется на объект. Световой поток с объекта наблюдения, например звезды, через оптическую систему 1 и полосовой оптический фильтр 2 поступает на полупрозрачное зеркало 3 и частично проходит на первое дополнительное зеркало 4, частично отражается на второе дополнительное зеркало 5, которое отклоняет его на диск 7 так, что изображение объекта строится в области радиальных прорезей 8 и через одну из них поступает на фотоприемник 10.

Соответственно, первое дополнительное зеркало 4, развернутое по оптической оси на 90^o относительно плоскости полупрозрачного зеркала 3, отклоняет световой поток с объекта наблюдения на третье дополнительное зеркало 6 так, что изображение объекта также строится на диске 7 в области прорезей 8 и через другую из них, расположенную под углом 90^o относительно первой, поступает на фотоприемник 11.

При вращении диска 7 на валу двигателя 9 одна из прорезей 8 сканирует изображение объекта вдоль направления дисперсии, вторая - поперек его. Длительность сигнала поперечного сканирования с фотоприемника 11 пропорциональна размытию изображения ввиду малого углового размера звезды, а сигнала продольного сканирования с фотоприемника 10 - размытию изображения и его удлинению из-за атмосферной дисперсии.

Разность сигналов продольного и поперечного сканирования с выхода блока обработки 12 соответствует удлинению изображения за счет атмосферной дисперсии для выбранного спектрального диапазона длин волн излучения звезды, ограниченного полосовым оптическим фильтром 2.

Таким образом, в предложенном устройстве сканирование изображения объекта в продольном и поперечном направлениях осуществляется практически одновременно, что повышает точность измерений.

Использование: при исследованиях распространения света в атмосфере. Сущность изобретения: устройство для определения атмосферной дисперсии содержит оптическую систему с полосовым оптическим фильтром, полупрозрачное зеркало, расположенное под углом 45^o к оптической оси системы, два фотоприемника, подключенные к блоку обработки сигналов, и двигатель. Особенность устройства состоит в том, что в него введены три дополнительных зеркала и диск с радиальными прорезями, размещенный на валу двигателя. Первое дополнительное зеркало размещено под углом 45^o к оптической оси системы и развернуто по оптической оси относительно полупрозрачного зеркала на 90^o. Второе и третье дополнительные зеркала расположены у прорезей диска параллельно поверхностям соответственно полупрозрачного и первого дополнительного зеркал на пути отраженного ими светового потока объекта, диск размещен в плоскости изображений объекта, сформированных оптической системой и зеркалами, а фотоприемники расположены за прорезями диска и ориентированы в сторону второго и третьего дополнительных зеркал. Благодаря тому, что сканирование изображения объекта в продольном и поперечном направлениях осуществляется практически одновременно, повышается точность определения атмосферной дисперсии. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для определения атмосферной дисперсии, содержащее оптическую систему с полосовым оптическим фильтром, зеркало, расположенное под углом к оптической оси системы, два фотоприемника, подключенные к блоку обработки сигналов, и двигатель, отличающееся тем, что в него введены три дополнительных зеркала и диск с радиальными прорезями, размещенный на валу двигателя, причем зеркало выполнено полупрозрачным, за ним расположено первое дополнительное зеркало, размещенное под углом к оптической оси системы и развернутое по оптической оси относительно полупрозрачного зеркала, второе и третье дополнительные зеркала расположены у прорезей диска параллельно поверхностям соответственно полупрозрачного и первого дополнительного зеркал на пути отраженного ими светового потока объекта, диск размещен в плоскости изображений объекта, сформированных оптической системой и зеркалами, а фотоприемники расположены за прорезями диска и ориентированы в сторону второго и третьего дополнительных зеркал. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полупрозрачное и первое дополнительное зеркала расположены под углом 45^o к оптической оси системы, а первое дополнительное зеркало развернуто по оптической оси на 90^o относительно полупрозрачного зеркала.