АВТОГИДИРУЮЩАЯ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОПТОВОЛОКОННОГО СПЕКТРОГРАФА СО ВСТРЕЧНОЙ ЗАСВЕТКОЙ ОПТОВОЛОКНА Российский патент 2017 года по МПК G02B23/02 G01D5/26 G01C21/02 G01S17/66 

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 оптоволоконного спектрографа по патенту России №2484507, принятая за прототип, 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.

Недостатком известной системы является сложность ее изготовления, требующая формирования отверстий малого диаметра порядка 200 мкм для последующего вклеивания в него оптического волокна.

Целью изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления автогидирующей оптико-механической системы оптоволоконного спектрографа, основанной на встречной засветке оптоволокна.

Указанная цель достигается тем, что в автогидирующей оптико-механической системе оптоволоконного спектрографа со встречной засветкой оптоволокна, содержащей оптическое волокно, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа и детектор смещения изображения центра звезды с входного торца оптического волокна, а вход оптического волокна вклеен по центру одной из граней оптической призмы, выполненной в виде куба, разделенного на две равные части диагональной плоскостью, на которую нанесено покрытие, частично отражающее свет, на прилегающую грань оптической призмы нанесено светоотражающее покрытие, а на противоположной грани расположена согласующая линза, в фокусе которой находится телевизионная камера, являющаяся датчиком обратной связи, причем перед оптической призмой по ходу луча расположены два компенсирующих оптических элемента, выполненных в виде плоскопараллельных пластин, каждый из которых имеет возможность вращения вокруг своей оси, причем оси оптических элементов расположены в ортогональных плоскостях, а их приводы выполнены в виде электродвигателей, управляемых с помощью персонального компьютера посредством специального алгоритма.

Сущность изобретения иллюстрируется фиг. 1, на которой представлена схема автогидирующей оптико-механической системы оптоволоконного спектрографа со встречной засветкой оптоволокна.

Автогидирующая оптико-механическая система оптоволоконного спектрографа со встречной засветкой оптоволокна содержит оптическое волокно 1, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа, на фиг. 1 не указанного, и датчик обратной связи 2, регистрирующий смещение изображения центра звезды с входного торца оптического волокна 1. Вход оптического волокна 1 вклеен по центру одной из граней оптической призмы 3, выполненной в виде куба, разделенного на две равные части диагональной плоскостью 4, на которую нанесено покрытие, частично отражающее свет, на прилегающую грань 5 оптической призмы 3, на которую нанесено светоотражающее покрытие, а на противоположной грани 6 расположена согласующая линза 7, в фокусе которой находится датчик обратной связи 2, представляющий собой телевизионную камеру. Перед оптической призмой 3 по ходу луча расположены два компенсирующих оптических элемента 8 и 9, выполненных в виде плоскопараллельных пластин, каждый из которых имеет возможность вращения вокруг своей оси, причем оси оптических элементов расположены в ортогональных плоскостях X и Y, а их приводы выполнены в виде электродвигателей, управляемых с помощью персонального компьютера посредством специального алгоритма.

Автогидирующая оптико-механическая система оптоволоконного спектрографа со встречной засветкой оптоволокна работает следующим образом. При встречной засветке оптоволокна 1 от источника света, не показанного на фиг. 1, свет, отражаясь от диагональной грани 4 призмы 3, попадает на грань 5 с нанесенным светоотражающим покрытием, отражаясь от которой далее через фокусирующую линзу 7 попадает на телевизионную камеру 2. Сформированное в виде точки изображение является опорным, с которым далее необходимо будет совмещать изображение наблюдаемой звезды с помощью поворотов оптических элементов 8 и 9. Система управления по сигналу рассогласования с датчика обратной связи вносит соответствующую поправку на приводы электродвигателей, на осях которых расположены оптические элементы 8 и 9. Система управления и электродвигатели на фиг. 1 не показаны. Далее изображение исследуемого объекта совмещается с положением оптоволокна, зафиксированным посредством встречной его засветки.

Применение заявляемого изобретения позволит упростить конструкцию и технологию изготовления автогидирующей оптико-механической системы, основанной на встречной засветке оптоволокна.

Автогидирующая оптико-механическая система со встречной засветкой оптоволокна содержит оптическое волокно, соединяющее входную и оптическую системы спектрографа и детектор смещения изображения центра звезды с входного торца оптического волокна. При этом вход оптического волокна вклеен по центру одной из граней оптической призмы. Причем перед оптической призмой по ходу луча расположены два компенсирующих оптических элемента, выполненных в виде плоскопараллельных пластин, каждый из которых имеет возможность вращения вокруг своей оси. Оси оптических элементов расположены в ортогональных плоскостях, а их приводы выполнены в виде электродвигателей, управляемых с помощью персонального компьютера посредством специального алгоритма. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления автогидирующей оптико-механической системы оптоволоконного спектрографа, основанной на встречной засветке оптоволокна. 1 ил.

Автогидирующая оптико-механическая система оптоволоконного спектрографа со встречной засветкой оптоволокна, 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 вклеен по центру одной из граней оптической призмы, выполненной в виде куба, разделенного на две равные части диагональной плоскостью, на которую нанесено покрытие, частично отражающее свет, на прилегающую грань оптической призмы нанесено светоотражающее покрытие, а на противоположной грани расположена согласующая линза, в фокусе которой находится телевизионная камера, являющаяся датчиком обратной связи, причем перед оптической призмой по ходу луча расположены два компенсирующих оптических элемента, выполненных в виде плоскопараллельных пластин, каждый из которых имеет возможность вращения вокруг своей оси, причем оси оптических элементов расположены в ортогональных плоскостях, а их приводы выполнены в виде электродвигателей, управляемых с помощью персонального компьютера посредством специального алгоритма.