АВТОГИДИРУЮЩАЯ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОПТОВОЛОКОННОГО СПЕКТРОГРАФА Российский патент 2013 года по МПК G02B23/02 G01J3/40 

Изобретение относится к области аппаратуры, применяемой для астрофизических исследований, и может быть использовано при наблюдении за звездным небом с помощью телескопа.

Известна автогидирующая оптико-механическая система, принятая за прототип, (см. F.Bouchy & P.Connes «Avtoguider locked on a fiber input for precision stellar radial velocities», Astronomy & Astrophysics supplement series, april 1999, page 199, Fig.7), содержащая вольфрамовую калибровочную лампу, свет которой, проходя через систему зеркал, отражается от полупрозрачного коммуникационного зеркала, где он смешивается со светом, приходящим от телескопа, после чего суммарный световой поток, проходя через полупрозрачное зеркало-светоделитель, разделяется на две неравные части, меньшая из которых направляется на «подсмотр» поля, а основная часть - на торец оптического волокна, предварительно проходя через пару гидирующих и пару сканирующих пластин, причем сканирующие пластины совершают колебания по двум взаимно-ортогональным осям, а гидирующие - также перемещаются по двум осям, компенсируя уход изображения с торца оптического волокна. Линза поля, установленная на электромагнитную катушку небольшого звукового динамика, компенсирует уход фокуса. Детектор системы гидирования, установленный после оптического волокна, регистрирует изменение интенсивности на его выходе. Свет на детектор попадает, проходя через дихроичный фильтр, который отражает видимую часть излучения в оптическую систему спектрографа, а инфракрасную - на сам детектор.

Недостатком известной автогидирующей оптико-механической системы является ее высокая сложность, а также то обстоятельство, что часть полезного излучения теряется на многочисленных оптических элементах.

Целью изобретения является упрощение автогидирующей оптико-механической системы и уменьшение потерь в оптическом тракте.

Указанная цель достигается тем, что в автогидирующей оптико-механической системе оптоволоконного спектрографа, содержащей оптическое волокно, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа, детектор смещения изображения центра звезды с входного торца оптического волокна, вход которого расположен в центре круглой плоскопараллельной оптической пластины, перпендикулярно ее плоскости, причем пластина укреплена в оправе прецизионной двухкоординатной подвижки, снабженной двумя шаговыми актуаторами, перемещающими оправу в двух взаимно ортогональных направлениях, и двумя возвратными пружинами, а детектор смещения центра изображения звезды расположен за оптической пластиной и выполнен в виде камеры ПЗС, фокус которой расположен на передней плоскости плоскопараллельной пластины, совпадающей с плоскостью входного торца оптического волокна.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами, где на фигуре 1 изображен общий вид с торца оптического волокна автогидирующей оптико-механической системы, а на фигуре 2 - общий вид в разрезе.

Автогидирующая оптико-механическая система содержит оптическое волокно 1, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа, вход которого расположен в центре круглой плоскопараллельной оптической пластины 2, перпендикулярно ее плоскости, причем пластина укреплена в оправе 3 прецизионной двухкоординатной подвижки 4, снабженной двумя шаговыми актуаторами 5, перемещающими оправу в двух взаимно ортогональных направлениях, и двумя возвратными пружинами 6, а детектор смещения центра изображения звезды 7 (на фигуре 1 не изображен) расположен за оптической пластиной 2 и выполнен в виде камеры ПЗС, фокус которой расположен на передней плоскости плоскопараллельной пластины 2, совпадающей с плоскостью входного торца оптического волокна 1.

Автогидирующая оптико-механическая система работает следующим образом. Свет, собранный телескопом, указанный стрелкой на фигуре 2, фокусируется на входном торце оптического волокна 1. При смещении центра изображения звезды с входного торца оптического волокна 1 детектор 7 фиксирует его и управляющий компьютер (на фигуре 1, 2 не показан), анализируя полученную информацию, формирует управляющие команды для шаговых актуаторов 5, которые, воздействуя на оправу 3, перемещают ее таким образом, чтобы центр торца оптического волокна 1 совмещался с центром изображения звезды.

Применение заявляемой автогидирующей оптико-механической системы оптоволоконного спектрографа позволит значительно упростить ее конструкцию и минимизировать потери света на промежуточных оптических поверхностях.

Изобретение может быть использовано при наблюдении за звездным небом с помощью телескопа. Автогидирующая оптико-механическая система содержит оптическое волокно, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа и детектор смещения изображения центра звезды с входного торца оптического волокна. Вход оптического волокна расположен в центре круглой плоскопараллельной оптической пластины, перпендикулярно ее плоскости. Пластина укреплена в оправе прецизионной двухкоординатной подвижки, снабженной двумя шаговыми актуаторами, перемещающими оправу в двух взаимно ортогональных направлениях, и двумя возвратными пружинами. Детектор смещения центра изображения звезды расположен за оптической пластиной и выполнен в виде камеры ПЗС, фокус которой расположен на передней плоскости плоскопараллельной пластины, совпадающей с плоскостью входного торца оптического волокна. Технический результат - упрощение автогидирующей оптико-механической системы и уменьшение потерь в оптическом тракте. 2 ил.

Автогидирующая оптико-механическая система оптоволоконного спектрографа, содержащая оптическое волокно, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа и детектор смещения изображения центра звезды с входного торца оптического волокна, отличающаяся тем, что вход оптического волокна расположен в центре круглой плоскопараллельной оптической пластины, перпендикулярно ее плоскости, причем пластина укреплена в оправе прецизионной двухкоординатной подвижки, снабженной двумя шаговыми актуаторами, перемещающими оправу в двух взаимно ортогональных направлениях, и двумя возвратными пружинами, а детектор смещения центра изображения звезды расположен за оптической пластиной и выполнен в виде камеры ПЗС, фокус которой расположен на передней плоскости плоскопараллельной пластины, совпадающей с плоскостью входного торца оптического волокна.