Оптическое разделительно-смесительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G02B27/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено в оптических устройствах, где необходимо осуществить разделение пучков света на две части и их последующее пространственное совмещение, в частности в лазерных интерферометрах. Известно оптическое разделительно-смесительно устройство, состоящее из полупрозрачной пластины и двух зеркал, ориентированных перпендикулярно друг другу, причем полупрозрачная пластина установлена под углом 45° к каждому зеркалу. Это устройство используется в интерферометре Майкельсона ij . Недостатком устройства является большая чувствительность к разъюстировкам, что обусловлено необходимостью точной взаимной ориентации элементов устройства для обеспечения его работоспособности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является оптическое разделительно-смесительное устройство, содержащее две скреплен. ные между собой неподвижные и одну подвижную призмы, а также светодели |Тельный диэлектрический слой, в котором одна из неподвижных и подвижная призмы-выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвиж ного уголкового отражателя ориентировано перпендикулярно направлениюего перемещения |д . Вторая неподвижная призма, скреп ленная с уголковым отражателем, вы полнена в этом устройстве в виде ку призмы, состоящей Из двух прямоугол ных призм, соединенных между собой гипотенузными гранями, между которы ми размещен светоделительный диэлек трическиЯ слой. Основание неподвижного уголкового отражателя, соединенное с куб-призмой, ориентировано в этом случае параллельно направлению перемещения подвижного уголково го отражателя. Выполнение отражающих элементов в виде уголковых отра жателей в отличие от зеркал в интер ферометре Майкельсона уменьшает чув ствительность к разъюстировкам, поскольку такие отражатели возвращают свет по направлению его падения с большой степенью точности дажепри значительных др 20-60° углах их раз . ворота. Однако юстировка блок-модуля неподвижных призм и в этом случае должна быть очень точной, что усложняет эту операцию. Другим недостатком данного устройства являет ся необходимость использования четы рех оптических элементов двух разли ных конструкций. Цель изобретения - упрощение кон струкции устройства и его юстировки Поставленная цель достигается тем, что в оптическом разделительно-смесительном устройстве, содержащем две скрепленные.между собой неподвижйые и одну подвижную призмы, а также светоделительный диэлектрический слой, в-котором одна из неподвижных и-подвижная призмы выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвижного уголкового отражателя ориентировано перпендикулярно направлению его перемещения, вторая неподвижная призма также выполнена в виде уголкового отражателя, причем основания неподвижных уголковых отражателей обращены в противоположные стороны и параллельны друг другу, второй неподвижный и подвижный уголковые отражатели ориентированы симметрично относительно плоскости, перпендикулярной направлению перемещения последнего, а светоделительный слой размеден между контактирующими частями боковых граней неподвижных уголковых отражателей. , На фиг. 1 представлен блок-модуль неподвижных уголковые отражателей; на фиг. 2 - схема работы предлагаемого устройства в составе лазерного интерферометра. Оптическое разделительно-смесительное устройство содержит два скрепленных между собой неподвижных уголковых отражателя 1 и 2 и подвижный уголковый отражатель 3. Основания 4 и 5 отражателей 1 и 2 ориентированы в противоположные стороны и параллельны друг другу. Это достигается соответствующей ориентацией элементов 1 и 2, при которой верщина 6 прямого угла одной из граней 7отражателя 1 совмещена с серединой гипотенузы одной из боковых граней 8отражателя 2, а вершина 9 прямого угла грани 8 - с серединой гипотенузы грани 7. Между контактирующими частями боковых граней 7 и 8 размещен светоделительный диэлектрический слой 10. Основание 11 подвижного уголкового отражателя 3 ориентировано перпендикулярно направлению его перемещения (на фиг. 2 показано стрелками). Отражатели 2 и 3 расположены симметрично относительно плоскосит 12, Перпендикулярной направлению перемещения отражателя 3. Устройство работает следующим образом (например, в составе лазерного интерферометра). Излучение лазера 13 направляют в блок-модуль Неподвижных уголковых отражателей 1 и 2 таким образом, чтобы оно попадало на светоделительный слой 1.0. При этом, благодаря вышеуказанному свойству уголковых отражателей, нет необходимости в точной ориентации оси излучения по норМали к основанию 4 элемента 1 которое является входной гранью устройства. На светоделительном «слое 10 происходит деление падающего пучка 14 на проходящий 15 и отраженный 16 пучки. Пучок 16 покидает отражатель 1 в направлении, обратном направлению распространения пучка 14, а пучок 15 проходит сквозь отражатель 2 и выходит из него в исходном направлении. Подвижный отражатель 3 устанавливается на объекте, перемещение которого необходимо измерить. Отразившись от этого элемента с допплеровским сдвигом по частоте, пучок 15 возвращается в систему отражателей 1 и 2 по направлению об.ратному исходному. Пройдя светоделительный сдой 10 Пучок 15 рекомбинирует с пучком 16. После этого оба пучка идут вместе и попадают на блок 17 фоторегистрация. При этом устройство сохраняет работоспособность при значительном развороте входящих в него уголковых отражателей. Следует отметить, что длина опорного плеча в предлагаемом устройстве равна нулю, поскольку деление пучка на опорный и рабочий и их рекомбинация происходят в одном месте на светоделительчом слое 10.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в отЛичие от известного используется всего три элемента, притом одинаковой конструкции, и кроме того, упрощается юстировка устройства.

ОПТИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОСМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее две скрепленные между собой неподвижные и одну .подвижную призмы, а также светоделительный диэлектирческий слой, в котором одна из неподвижных и подвижная призмы выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвижного уголкового отражателя ориентировано перпендикулярно направлению его перемещения, о тличающееся тем, что, с целью упрощения конструкций устройства и его юстировки, вторая неподвижная йризма также выполнена в виде уголкового отражателя, причем-основания неподвижных уголковых отражателей обращены в противоположные стороны и параллельны друг другур второй неподвижный и подвижный уголковые отражатели ориентированы симметрично относительно плоскости, перпендикулярной направлению перемещения последнего, а светоделительный слой i размещен между контактирующими час(Л тями боковых граней неподвижных уголковых отражателей. Ю да да

ГЖ1гчУ

Г731.f6 fo

/5

и

2

фиа.2