ОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ РЕФЛЕКТОР, ВОЗВРАЩАЮЩИЙ ПАДАЮЩЕЕ НА НЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА В ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИИ Российский патент 2024 года по МПК G02B5/12 

Изобретение относится к локационной технике и может быть использовано в качестве отражательного устройства в различных диапазонах волн оптического излучения с изменением длины волны (цвета) отраженного сигнала во многих сферах народно-хозяйственной деятельности для контроля, сигнализации, геотехнического мониторинга, определения координат и ориентации подвижных и неподвижных объектов наземного, водного, воздушного и космического базирования, в том числе для точного контроля положения и ориентации космических аппаратов.

Известен отражательный рефлектор, выполненный в виде призменного уголкового отражателя [1] в форме трехгранной пирамиды с боковыми отражающими гранями, при этом размеры ребер отражателя и показатель преломления определяются из математических соотношений. Недостатком этого отражательного рефлектора является то, что при применении его на космических аппаратах отраженный луч возвращается со смещением, которое зависит от орбиты спутника, с потерей части энергии, обусловленной дифракцией отраженного луча.

Известен отражательный рефлектор [2], выполненный, например, из кварца в виде призмы, боковые грани которой выполнены в форме треугольника, при этом на поверхности боковых граней призмы нанесен слой отражающего металлического покрытия, например, из алюминия или серебра, с выполнением условий, обеспечивающих формирование многолепестковой диаграммы направленности с периферийными пятнами освещенности в ее сечении, что позволяет улучшить дифракционную картину отраженного сигнала. Недостатками устройства [2] являются недостаточная точность и надежность локации для спутников, орбита которых находится на расстоянии около 19000 км от Земли.

Известен отражательный рефлектор, выполненный в виде уголкового отражателя [3] с диэлектрическим покрытием отражающих граней. В нем устранение смещения отраженного луча за счет дифракции обеспечивается покрытием отражающих граней диэлектрической пленкой определенной толщины, рассчитываемой по приведенным в описании патента формулам. Недостатком такого отражателя является невозможность управления цветом отраженного сигнала с использованием эффекта интерференции отраженных волн, так как толщина тонкой пленки выбирается только из условия получения несмещенного отраженного луча.

Известен отражательный рефлектор в виде уголкового отражателя направленного действия со светоотражающим покрытием граней [4] для управления сигнальными огнями на водных путях, в котором для управления цветом используется светоотражающее покрытие с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения. Используется полупроводниковый диод, излучающий поток света с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения сигнального огня, соответствующего цвету светоотражающего покрытия, а выбор цвета определяется сложившейся навигационной обстановкой на внутренних водных путях. Недостатком этого изобретения является сложность управления сигнальными огнями и применимость этого устройства только для излучения сигнальных огней, без возможности управления цветом отраженного сигнала.

Известен также отражательный рефлектор [5] выполненный, например, из кварца в виде призмы с боковыми гранями в форме треугольника, на которых имеется отражающее покрытие, выбранный в качестве прототипа. В нем повышение точности и надежности локации, а также повышение соотношения «сигнал/шум» достигается за счет того, что на входную преломляющую грань призмы нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны с выполнением определенных условий по ее расположению и площади с целью получения требуемой дифракционной картины. При этом, толщина пленки выбирается так, чтобы обеспечить сдвиг фаз между центральным и периферийным пучком, равный п. Интерференция этих параллельных пучков в дальней зоне (на бесконечности) приводит к выдавливанию энергии на периферию отраженного пучка. Уголковый отражатель с нанесенным на его грань покрытием является радиальным амплитудно-фазовым дифракционным элементом, свойства которого зависят от состояния поляризации падающего излучения. Это обеспечивает в дальней зоне особый вид диаграммы направленности и позволяет управлять как ее угловой шириной, так и распределением энергии внутри нее. Это позволяет достичь эффекта, подобного изобретению [3], путем покрытия диэлектрической пленкой только входной плоской грани уголкового отражателя, без нанесения диэлектрической пленки на отражающие грани.

Основным недостатком всех рассмотренных аналогов и прототипа является то, что эффективная поверхность рассеяния (ЭПР) ограничена формой отражательного рефлектора, выполненного в виде уголкового отражателя.

Вторым недостатком аналогов и прототипа является потеря энергии входящей световой волны в результате попадания в области, близкие к стыку граней и на сами линии соединения отражающих граней.

Третий недостаток заключается в невозможности изменения цвета отраженных волн для расширения функций контроля и сигнализации без окрашивания в заданный цвет отражательной поверхности или использования световых волн заданного цвета, в том числе для определения ориентации объектов, на которых установлены уголковые отражатели.

Четвертый недостаток, главным образом, прототипа заключается в том, что наблюдаются существенные потери отраженной энергии при больших углах падения световых лучей относительно перпендикуляра к плоской поверхности входной грани. Процент отражения на границе раздела фаз «воздух, вакуум - стекло, кварц» определяется относительным показателем преломления. Для стекла или кварца с показателем преломления 1,5 при нормальном падении лучей (угол падения равен 0°) на входную грань отражается около 4,3% световой энергии. При увеличении угла падения луча до 45° от входной грани отражается до 7% световой энергии, а 93% проникают внутрь уголкового отражателя, выполненного в виде призмы с боковыми гранями в форме треугольника.

Пятым недостатком отражательного рефлектора, выполненного в виде уголкового отражателя с плоскими отражательными гранями, является сложность технологии изготовления строго перпендикулярных отражательных граней ввиду необходимости соблюдения точности изготовления граней под прямыми углами не хуже 0,1-0,2 угловых секунды. Это приводит к тому, что часть изготовленных отражателей подобной формы бракуется при контроле изготовленных образцов.

Для устранения приведенных недостатков предлагается конструкция оптического отражательного рефлектора, возвращающего падающее на него электромагнитное излучение оптического диапазона в обратном направлении, по первому варианту, выполненного из прозрачного твердого материала, например, из кварца или оптического стекла, на внешнюю боковую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, на его преломляющую поверхность со стороны падения излучения нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности отраженного излучения, отражательный рефлектор выполнен в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности равным 90 градусов; диэлектрическая пленка, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности, нанесена на внутреннюю поверхность стенки конического объемного тела; на внешнюю боковую отражающую поверхность полого конического объемного тела под отражающим покрытием нанесена прозрачная тонкая пленка, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн λ оптического спектра в соответствии с формулой где m - число полных длин волн, проходящих через пленку.

В отражательном рефлекторе стенка полого конического объемного тела может иметь одинаковую толщину.

В отражательном рефлекторе стенка полого конического объемного тела может иметь неравномерную толщину с образованием внутри конуса ближе к вершине закругления или плоской площадки.

По второму варианту предлагается конструкция оптического отражательного рефлектора, возвращающего падающее на него электромагнитное излучение оптического диапазона в обратном направлении, выполненного из прозрачного твердого материала, например, из кварца или оптического стекла, на внешнюю боковую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, на его преломляющую поверхность со стороны падения излучения нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности отраженного излучения, отражательный рефлектор выполнен в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности, равным 90 градусов; вершина внешней части конического объемного тела выполнена закругленной с радиусом закругления, обеспечивающим концентрацию электромагнитных волн оптического диапазона на требуемом расстоянии, при этом стенка полого конического объемного тела имеет неравномерную толщину с образованием внутри конуса ближе к вершине закругления или плоской площадки; диэлектрическая пленка, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности, нанесена на внутреннюю поверхность стенки конического объемного тела; на внешнюю боковую отражающую поверхность полого конического объемного тела под отражающим покрытием нанесена прозрачная тонкая пленка, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн λ оптического спектра в соответствии с формулой где m - число полных длин волн, проходящих через пленку.

Предлагаемое устройство поясняется схематическими чертежами, где показаны на

фиг. 1 - сечение отражательного рефлектора по оси симметрии ОХ со стенками одинаковой толщины (вариант 1);

фиг. 2 - внешний вид отражательного рефлектора под углом к оси ОХ (по варианту 1);

фиг. 3 - сечение отражательного рефлектора по оси симметрии ОХ с неравномерной толщиной стенок (вариант 1);

фиг. 4 - сечение отражательного рефлектора (вариант 2).

Предлагаемый отражательный рефлектор по первому варианту, фиг. 1, выполнен из прозрачного твердого материала, например, из кварца или оптического стекла, в виде полого конического объемного тела 1 с углом раствора 2 внешней боковой отражающей поверхности, равным 90 градусов. На фиг. 1 стенки 4 полого объемного конического тела 1 имеют одинаковую толщину. Расстояние между наружной и внутренней поверхностями конического объемного тела (толщина стенок) может быть различным, например, от 1-3 мм до 30-40 мм, в зависимости от размеров отражателя, прочности используемых материалов, а также исходя из требований обеспечения прочности всего полого конического объемного тела. Оно подбирается с учетом характеристик материала, из которого изготавливается объемное тело (оптическое стекло, кварц и т.д.), в зависимости от условий эксплуатации. Диэлектрическая пленка 3 в виде круговой зоны с обеспечением кольцевой диаграммы направленности нанесена на стенки 4 конического объемного тела со стороны внутренней полости. На внешнюю боковую отражающую поверхность полого конического объемного тела под отражающим покрытием 5 нанесена прозрачная тонкая пленка 6, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн λ оптического спектра в соответствии с формулой (1)

где m - число полных длин волн, проходящих через пленку.

Внешний вид отражательного рефлектора под углом к оси ОХ представлен на фиг. 2.

Стенки полого конического объемного тела 1 могут иметь неравномерную толщину с образованием внутри конуса ближе к вершине закругленной или плоской площадки. Площадка используется для удобства нанесения диэлектрической пленки 3 в виде круговой зоны с выполнением заданных требований по ее расположению и площади с целью получения требуемой дифракционной картины, чем достигается повышение точности и надежности локации, а также повышение соотношения «сигнал/шум».

Вид отражательного рефлектора с неравномерной толщиной стенок 4 представлен на фиг. 3.

Предлагаемый отражательный рефлектор по второму варианту, представленный на фиг. 4, выполненный из прозрачного твердого материала, например, из кварца или оптического стекла, выполнен в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности равным 90 градусов. Вершина внешней части 7 конического объемного тела выполнена закругленной с радиусом закругления, обеспечивающим концентрацию (фокусировку) отраженных электромагнитных волн оптического диапазона на требуемом расстоянии. Это позволяет контролировать расстояние до объектов, оснащенных отражательными рефлекторами, посредством использования приемных устройств, фиксирующих степень расхождения части отраженных лучей, попадающих на закругленную вершину конусообразного отражательного рефлектора.

Во всех предлагаемых вариантах толщина прозрачного тонкого покрытия (тонкой пленки) 6, нанесенного под отражающим покрытием 5 позволяет за счет интерференции световых волн изменить диапазон волн (цвет) отраженного сигнала и выбирается в соответствии с назначением отражательного рефлектора.

Технический результат, достигаемый использованием данной конструкции, заключается в следующем.

Увеличение эффективной поверхности рассеяния и, соответственно, уменьшение потерь энергии возвращаемых световых волн конического отражательного рефлектора по сравнению с уголковыми отражателями с плоскими гранями обусловлено увеличением эффективной площади отражающей поверхности. Максимум диаграммы рассеяния или максимум эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) σ_m для уголкового отражателя четырехугольной формы соответствует случаю, когда направление падающих световых лучей совпадает с геометрической осью симметрии уголкового отражателя, проходящей через его вершину. Максимальное значение ЭПР σ_m такого отражателя определяется по формуле [6]

где а - размер ребра отражателя [м], λ - длина световой волны [м].

Данное выражение учитывает эффективную площадь отражения входного светового потока, которая определяется площадью фигуры, вписанной во внешний контур отражателя. Для предлагаемой конструкции отражательного рефлектора, выполненного в виде конического объемного тела, аналогичного по размерам четырехугольному отражателю (окружность основания конического объемного тела проходит через концы диагональных линий граней четырехугольного отражателя так, чтобы четырехугольный отражатель был вписан внутрь конического объемного тела, при этом отрезок размером 2^0.5a является боковой образующей предлагаемого конического отражательного рефлектора), ЭПР можно определить по формуле

откуда следует, что ЭПР предлагаемого конического отражательного рефлектора с одним сферическим углом 90° примерно в 3,3 раза больше, чем у аналогичного максимально приближенного к нему по внешнему контуру четырехугольного отражателя. Это позволяет достигнуть требуемого значения ЭПР с использованием предлагаемого конического отражательного рефлектора меньшего размера, чем используемые треугольные и четырехугольные уголковые отражатели.

Устранение недостатков аналогов и прототипа, которые обусловлены потерями энергии входящих световых лучей за счет их попадания в области, близкие к стыку граней отражательных поверхностей и на саму линию соединения граней, достигается тем, что в отражательной поверхности предлагаемой конструкции отсутствуют стыки граней, так как отражательной поверхностью является боковая поверхность конического объемного тела. Увеличение процента отражения световых волн на границе раздела фаз «воздух, вакуум - стекло, кварц» достигается посредством изготовления входной грани в виде внутренней поверхности полого конического объемного тела 1, что позволяет снизить потери отраженной энергии при больших углах падения светового луча на поверхность входной грани (угол между перпендикуляром к поверхности и падающими лучами). Диапазон возможных углов α попадания входных лучей в рефлекторы, выбранные в качестве аналогов и прототипа, а также в предлагаемый рефлектор для обеспечения отражения лучей в обратном направлении составляет от 0° до 45° (45°≥α≥0°) относительно центральной оси отражательного рефлектора ОХ. В предельном случае, когда входной луч падает на плоскую входную грань прототипа под углом α=45°, преломленный луч может нести в себе около 85-93% энергии входного неполяризованного светового потока, а отраженный луч, не проникающий в отражатель, около 7-15% энергии входного неполяризованного светового потока, в зависимости от применяемого преломляющего материала отражателя. В предлагаемой конструкции отражательного рефлектора, например, с равномерной толщиной стенок, такой входной луч (45° относительно центральной оси отражателя ОХ) падает на преломляющую поверхность внутренней стенки конического объемного тела отражательного рефлектора под углом 0° относительно нормали к преломляющей поверхности, что существенно уменьшает потери в отраженном от преломляющей поверхности луче до 3-7%.

Изменение цвета отраженных световых лучей для расширения функций контроля и сигнализации в предлагаемой конструкции осуществляется за счет интерференции световых волн при использовании тонких пленок. Толщина прозрачного тонкого покрытия (тонкой пленки) позволяет за счет интерференции световых волн изменить диапазон волн (цвет) отраженного сигнала и выбирается в соответствии с назначением отражательного рефлектора.

Оптическая разность хода отраженной от тонкой пленки и отраженной от зеркального отражательного покрытия световой волны (толщина тонкой пленки) определяется по формуле

где n=n₂/n₁, n₂ - показатель преломления тонкой пленки, n₁ - показатель преломления объемного тела конического рефлектора (оптического стекла, кварца), i - угол падения лучей относительно перпендикуляра к поверхности тонкой пленки, λ - длина волны отраженного сигнала, m - число полных длин волн, проходящих через тонкую пленку.

Эти волны будут интерферировать, так как соблюдается условие их когерентности. Если освещать пленку белым неполяризованным светом, то условие усиления отраженных лучей с заданной длиной волны (заданного цвета) будет выглядеть следующим образом

где m=0, 1, 2 …

Это позволяет рассчитать толщину тонкой пленки для получения отраженных лучей в заданном цвете по формуле (4).

Так как угол вхождения i лучей относительно оси объемного тела конического рефлектора может меняться от 0° до 45°, то для устойчивой работы отражателя на предельных углах 0° и 45° выбран угол между ними, дающий среднее значение толщины тонкой пленки между толщинами при углах 0° и 45°. Он рассчитывается по формуле

В результате подстановки этого значения в формулу (4) получена формула (1), по которой рассчитывается толщина тонкой пленки в зависимости от относительного коэффициента преломления п.

Чем больше коэффициент преломления тонкой пленки по сравнению с коэффициентом преломления конического объемного тела рефлектора (стекла, кварца), тем меньше зависимость толщины пленки от угла падения световых волн. Ввиду этого, необходимо применять пленки с высоким значением коэффициента преломления, например, TiO₂, СеО₂, ZnS, ZnSe. Для объемного тела конического рефлектора необходимо выбирать марку оптического стекла специального состава (флюоритовый крон, боросиликатный крон и др.) или вид кварца, имеющий низкий коэффициент преломления. Например, если использовать в качестве тонкой пленки двуокись титана (рутил), имеющую коэффициент преломления в оптическом диапазоне волн около n₂=2,9, а в качестве объемного тела конического рефлектора - специальное оптическое или кварцевое стекло с коэффициентом преломления n₁=1,47, то n=n₂/n₁/=1,973. При m=1 и mλ+λ/2 толщина пленки согласно формуле (1) будет составлять

Так, для окраски отраженных лучей в зеленый цвет, имеющий среднюю длину волны 540 нм, толщина пленки будет составлять около 212,4 нм. Для угла 0° толщина пленки составляет 205,3 нм. Для угла 45° - 219,9 нм. При равномерном покрытии поверхности пленкой с толщиной 212 нм для углов от 0° до 45° диапазон отраженных волн составит от λ=205,3/0,393=522,4 нм до λ=219,9/0,393=559,5 нм. Данный диапазон соответствует спектру зеленого цвета. Подбирая значение n и толщину пленки можно сужать, расширять и смещать цветовой диапазон отраженных оптических волн. Аналогично подбирается толщина тонкой пленки для получения отражательного рефлектора красного, желтого и синего цветов. Для того, чтобы снизить зависимость толщины пленки от угла падения лучей на отражательную поверхность предлагаемого рефлектора, необходимо выбирать значение n как можно больше.

Если освещать пленку монохроматическим светом, то при выполнении условия усиления лучей (5) с заданной длиной волны отраженный сигнал будет иметь цвет входящего монохроматического излучения. Это важно при использовании лазеров с заданным монохроматическим излучением. При невыполнении условия отражения монохроматического излучения, излучение не будет отражаться. Этот эффект может быть использован в системах сигнализации для отражения световых волн только заданного диапазона.

Нетрудно видеть, что в предлагаемом рефлекторе при использовании входных лучей всего оптического диапазона можно получить отраженный сигнал в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне. Так для инфракрасного оптического диапазона с центральной длиной 820 нм при выбранных показателях преломления тонкой пленки и оптического стекла отражателя толщина пленки для m=1 составит d=0,393λ=322,3 нм.

Для угла 0° толщина пленки согласно формуле (1) составляет 311,7 нм. Для угла 45° - 333,9 нм. При равномерном покрытии поверхности отражателя пленкой с толщиной 322,3 нм для углов от 0° до 45° диапазон отраженных волн составит от λ=311,7/0,393=793,1 нм до λ=333,9/0,393=849,6 нм. Данный диапазон полностью соответствует спектру инфракрасного излучения.

Упрощение технологии изготовления предлагаемого отражательного рефлектора достигается путем высверливания и шлифовки изнутри и снаружи конусообразной формы отражательного рефлектора с использованием вращающихся шлифовальных инструментов, например, шлифовальных станков для заготовок конической формы, бесцентрово-шлифовальных станков, что невозможно сделать при изготовлении уголковых отражателей с плоскими гранями.

Предлагаемые типы отражательных рефлекторов могут найти широкое применение во многих сферах народно-хозяйственной деятельности для контроля, сигнализации, геотехнического мониторинга подвижных и неподвижных объектов наземного, водного, воздушного и космического базирования. Они могут быть использованы в дорожных знаках, отражателях на судах и другом транспорте без нанесения покрытия из краски и использования осветительных элементов для достижения заданного цвета отраженных световых лучей. При установке на различных частях подвижных объектов возможно определение их ориентации путем фиксации расположения их частей по отражателям определенного цвета.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2101740, М. кл. H01Q 15/18, опубл. 30.09.1994.

2. Патент РФ на полезную модель №84141, МПК G02B 5/122, опубл. 27.06.2009.

3. Патент республики Беларусь BY №8027 С1, МПК G02B 5/122, опубл. 30.03.2005.

4. Патент РФ на изобретение RU №2634550 С2, М. кл. В63В 22/02, H01Q 15/18, опубл. 31.10.2017.

5. Патент РФ на изобретение RU №2458368 C1, М. кл. G02B 5/122, опубл. 10.02.2012 (прототип).

6. В. Лиференко, В. Королев, Д. Колесник. Моделирование эталонных отражателей, используемых при построении радиолокационного изображения спутников. СВЧ Электроника. Приложение к журналу «Электронные компоненты», 2018, №1, стр. 44-45.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается отражательного рефлектора, возвращающий излучение оптического диапазона в обратном направлении. Рефлектор выполнен из прозрачного твердого материала в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности, равным 90 градусов. На внешнюю боковую поверхность конического объемного тела нанесено отражающее покрытие, а на внутреннюю поверхность нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности отраженного излучения. Под отражающим покрытием нанесена прозрачная тонкая пленка, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн. Технический результат заключается в увеличении эффективной поверхности рассеяния, уменьшении потерь энергии, обеспечении возможности выбора цвета отраженных световых лучей и упрощении технологии изготовления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Отражательный рефлектор, возвращающий падающее на него электромагнитное излучение оптического диапазона в обратном направлении, выполненный из прозрачного твердого материала, например из кварца или оптического стекла, на внешнюю боковую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, на его преломляющую поверхность со стороны падения излучения нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности отраженного излучения, отличающийся тем, что

отражательный рефлектор выполнен в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности, равным 90 градусов;

диэлектрическая пленка, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности, нанесена на внутреннюю поверхность стенки конического объемного тела;

на внешнюю боковую отражающую поверхность полого конического объемного тела под отражающим покрытием нанесена прозрачная тонкая пленка, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн λ оптического спектра в соответствии с формулой d=(mλ±λ/2)/2/(0,5n²+0,5n(n²-0,5)^0,5-0,125)^0,5, где m - число полных длин волн, проходящих через пленку.

2. Отражательный рефлектор по п. 1, отличающийся тем, что стенка полого конического объемного тела имеет одинаковую толщину.

3. Отражательный рефлектор по п. 1, отличающийся тем, что стенка полого конического объемного тела имеет неравномерную толщину с образованием внутри конуса ближе к вершине закругления или плоской площадки.

4. Отражательный рефлектор, возвращающий падающее на него электромагнитное излучение оптического диапазона в обратном направлении, выполненный из прозрачного твердого материала, например из кварца или оптического стекла, на внешнюю боковую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, на его преломляющую поверхность со стороны падения излучения нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности отраженного излучения, отличающийся тем, что

отражательный рефлектор выполнен в виде полого конического объемного тела с углом раствора внешней боковой отражающей поверхности, равным 90 градусов;

вершина внешней части конического объемного тела выполнена закругленной с радиусом закругления, обеспечивающим концентрацию электромагнитных волн оптического диапазона на требуемом расстоянии,

при этом стенка полого конического объемного тела имеет неравномерную толщину с образованием внутри конуса ближе к вершине закругления или плоской площадки;

диэлектрическая пленка, обеспечивающая кольцевую диаграмму направленности, нанесена на внутреннюю поверхность стенки конического объемного тела;

на внешнюю боковую отражающую поверхность полого конического объемного тела под отражающим покрытием нанесена прозрачная тонкая пленка, имеющая относительный коэффициент преломления n и толщину d, обеспечивающие получение отраженных лучей в заданном диапазоне волн λ оптического спектра в соответствии с формулой d=(mλ±λ/2)/2/(0,5n²+0,5n(n²-0,5)^0.5-0,125)^0.5, где m - число полных длин волн, проходящих через пленку.