АДАПТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАНСОВ Российский патент 2007 года по МПК H01S4/00 

Область применения

Предлагаемое изобретение относится к энергетике для аккумуляции и передачи энергии на большие расстояния по самообразующемуся оптическому тракту.

Уровень техники

Известен Адаптивный генератор оптических резонансов (RU 40543 U1), включающий использование когерентного лазерного источника для образования оптического смесителя в виде ионизованного газа, который предназначен для аккумуляции и передачи энергии на большие расстояния по самообразующему оптическому тракту.

Известен Генератор электромагнитного излучения с перестраиваемой частотой стимулированного излучения по патенту RU 38427 U1, МКИ Е 01 S 4/00 по способу компенсации эффекта Доплера и процессов рассеяния (ВРМБ) в оптическом диапазоне излучения, включающий катод, анод и разрядники. Этот генератор представлен диодом, работающим в среде оптического смесителя в виде ионизованного газа, и как диод может работать как в режиме излучения, так и в режиме приема излучения с преобразованием энергии принимаемого лазерного излучения в электрический ток.

В обоих технических решениях используется оптический смеситель в виде ионизованного газа и процессы рассеяния (ВРМБ), только в принимающем устройстве используется и эффект Доплера. Учитывая, что энергия будет передаваться с Земли на спутник или между космическими аппаратами в космосе также необходимо учитывать эффект Доплера при передаче энергии, если этого не учитывать, то КПД преобразования энергии резко снизится.

Известно, что генератор электромагнитного излучения с перестраиваемой частотой стимулированного излучения по патенту №38427 имеет специфику лазерного излучения, определенную на образовании разрядных токов, смещающихся по траектории действия слабозатухающих геликоновых волн в лазерном луче. Эти разрядные токи и образуют в оптическом тракте (как боковые стенки) световод излучения накачки и определяют высокую добротность излучения для этих частот и условия пространственного фазового синхронизма излучения со средой, где образуется оптический тракт.

Предлагаемое изобретение определяет условия создания в пространстве оптического тракта оптического смесителя, в котором за счет воздействия механических колебаний от зеркала через вынужденное комбинационное рассеяние определяется усиление поля и высокая добротность излучения.

Результат достигается при реализации заявленного технического решения и заключается в том, что адаптивный генератор оптических резонансов, включающий когерентный лазерный источник для образования оптического смесителя в виде ионизированного газа, многорупорную антенну СВЧ-излучения с генератором и зеркала параболоида вращения (по форме) с отверстием в центре, содержит генератор электромагнитного излучения по патенту RU 38427 U1, МКИ 7 Н 01 S 4/00, а зеркало с отверстием в центре по периметру жестко фиксируется с вибраторами, обеспечивающими колебания зеркала как плоскости в пространстве с частотой в диапазоне низких и средних частот, причем рупоры многорупорной антенны смонтированы на основании отдельно от зеркала.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого устройства как решение технической задачи, не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже показан разрез устройства по центру (вид сбоку).

Зеркало 1 выполнено из металла и по периметру крепится к вибраторам 2, которые в свою очередь смонтированы на основании 3. К этому основанию 3 крепятся и рупоры 4 многорупорной антенны СВЧ. Напротив отверстия 5 в зеркале 1 на основании 3 крепится генератор 7 электромагнитного излучения по патенту №38427. Рупоры 4 многорупорной антенны СВЧ через волноводы 6 соединены с генератором СВЧ-излучения (на чертеже генератор не показан). Вибраторы 2 могут быть различного исполнения - как механические, так и электромагнитные.

Механические - это электромотор с эксцентриком на оси, причем эксцентрик через втулку с держателем соединен с зеркалом 1 (на чертеже не показана). При регулировке частоты вращения электромотора регулируется частота поперечных колебаний зеркала 1.

Электромагнитные вибраторы индукционного типа (могут иметь исполнение по аналогии с индукционными катушками, устанавливаемыми в динамиках), соединены с генератором, имеющим регулировку по частоте в диапазоне от низких до средних звуковых частот, обеспечивающую настройку как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Генератор 7 электромагнитного излучения по патенту №38427 по своим габаритам и по мощности излучения должен быть исполнен идентично приемному генератору, который размещается на другом конце оптического тракта.

Генератор по патенту №38427, используемый в качестве приемного устройства на своей лучеотражающей пластине, оборудованной термоспиралью, должен иметь приваренную к лучеотражающей пластине клемму для подключения к потребителю как второй электрод по отношению к управляемому электроду, с которых снимается напряжение в режиме потребления.

Работа адаптивного генератора оптических резонансов заключается в следующем.

Включается в работу генератор 7 когерентного излучения и направляется на объект, с учетом максимального нацеливания излучения на приемное устройство, которое в свою очередь включается в режим возбуждения до условия резонансного возбуждения с принимаемым излучением, что и определится в условиях сжатия принимаемого луча и соосного образования оптического тракта, и только после этого включается в работу СВЧ генератор, подавая излучение через рупоры 4 на зеркало 1. Энергия теплового излучения и отраженная волна СВЧ от зеркала 1 направляются в пространство возле действующего когерентного излучения. Когерентное излучение помогает нейтрализовать хаотическое тепловое движение, а за счет электрострикции при ВРМБ определяется согласование фаз и сжатие ионизованного газа среды вокруг когерентного излучения, т.к. обладая положительным зарядом, плазма в поле действия когерентного луча компенсирует заряд, позволяя собственному магнитному полю сжать ток, а продольные акустические волны, возникающие при электрострикции, определяют образование оптического смесителя - ионизованной среды возле луча когерентного излучения, который мало расходится и остается достаточно сжатым на огромном расстоянии. Как видим, за счет процессов самосжатия плазмы, энергия излучения не только не рассеивается в пространстве, а пополняется из пространства, а в самом оптическом смесителе - как образование оптического тракта - протекают продольно-поперечные токи как циркулярно-поляризованные на гребне или на плечах геликоновых слабозатухающих волнах, которые на условиях фазового сопряжения и определяют через угловую анизотропию коэффициент поглощения. Эти токи согласовываются с циркулярными токами в приемном устройстве, вызывая анизотропию коэффициента усиления путем компенсации продольного эффекта Доплера для группы атомов, движущихся с противоположными направленными скоростями, и компенсации поперечного эффекта Доплера за счет рассеяния атомов коротким импульсом стоячей световой волны. Таким образом, при согласовании частоты воздействия на приемном устройстве определяется разделение зарядов и ионов внутри приемного устройства (по аналогии с разделением зарядов в аккумуляторной батарее). Концентрация положительных зарядов возле лучеотражающей пластины с термоспиралью и отрицательных зарядов возле управляющего электрода и определяет разность потенциалов. Это то, что касается эффекта Доплера для процессов в приемном устройстве. Но как известно, в динамике относительного движения между объектами в свою очередь возникает доплеровское смещение, которое и приводит к частотному рассогласованию на приемном устройстве. Вот здесь и вступают в работу вибраторы 2, которые вызывают продольные колебания, помимо продольных колебаний за счет электрострикции при ВРМБ. Эти колебания в оптическом тракте приводят к сжатию фронтов продольных колебаний.

Интенсивность этих акустических волн, приводящая к существенному усилению интенсивности рассеяния когерентного излучения, определяют образование в оптическом тракте Вынужденного Комбинационного Рассеяния (ВКР), и через пространственный синхронизм как фазовое сопряжение в условиях параметрического взаимодействия, которое при ВКР выполняется автоматически, обеспечивается компенсация эффекта Доплера в условиях перемещения излучателя и приемного устройства относительно друг друга, при этом компенсируются все искажения, вносимые в оптический тракт самой средой, что не смог сделать процесс рассеяния при ВКР.

Список используемой литературы

1. Адаптивный генератор оптических резонансов RU 40543 U1, МКИ Н 01 S 3/00, 4/00, Н 05 Н 7/04, Н 05 В 7/18.

2. Генератор электромагнитного излучения с перестраиваемой частотой стимулированного излучения RU 38427 U1, Н 01 S 4/00.

3. Адаптивная техника В.Г.Дмитриев, А.В.Тарасов журнал "Природа" №10, 1982 г. стр.39-49.

4. Г.Л.Киселев. Приборы квантовой электроники М.: Высшая школа 1980 г.

5. Магнитная квантовая акустика.

Адаптивный лазерный генератор оптических резонансов предназначен для создания в пространстве оптического тракта. Генератор содержит многорупорную антенну СВЧ-излучения с генератором и зеркала параболоида вращения (по форме) с отверстием в центре. Напротив зеркала смонтирован источник когерентного излучения. Зеркало с отверстием в центре по периметру жестко фиксируется с вибраторами, обеспечивающими колебания зеркала. Рупоры многорупорной антенны смонтированы на основании отдельно от зеркала. Технический результат - создание в пространстве оптического тракта оптического смесителя. 1 ил.

Адаптивный лазерный генератор оптических резонансов для образования в пространстве оптического смесителя в виде ионизированного газа содержит многорупорную антенну СВЧ-излучения с генератором и зеркало параболоида вращения (по форме) с отверстием в центре, напротив которого в раскрыве зеркала смонтирован источник когерентного излучения, отличающийся тем, что зеркало с отверстием в центре по периметру жестко фиксируется с вибраторами, обеспечивающими колебания зеркала, причем рупоры многорупорной антенны смонтированы на основании отдельно от зеркала.