Опорное устройство для оптических резонаторов Советский патент 1985 года по МПК H01S3/08 G02B17/00 

Изобретение относится к оптике, а именно к опорным устройствам оптических резонаторов, и может быть использовано в лазерной технике и интерферометрах для получения стабильной частоты излучения в условиях меняющихся градиентов температур.

Цель изобретения - стабилиза-: ция расстояния между оправами в условиях меняющихся градиентов температур.

На чертеже изображено опорное устройство для оптических резонаторов, вид в разрезе (в правой части чертежа схематично изображено положение рычага при двух различных градиентах температур).

Опорное устройство для оптических резонаторов содержит оправы 1 и 2 для отражателей 3 и 4, установленные на несущей трубе 5, и компенсирующий стержень 6, жестко укрепленньй на конце трубы 5. Оправа 1 установлена неподвижно в месте соединения трубы5 и компенсирующего стержня 6. Компенсирующий стержень 6 установлен внутр трубы и равен ей по длине.

Оправа 2 установлена с помощью упругого напряженного параллелограмма, образованного пластинами 7 и 8, и фланца 9. На фланце 9 укреплен двуплечий рычаг 10, ось 11 поворота которого перпендикулярна оси трубы 5 Одним плечом рычаг 10 упирается в оправу 2, а другим - в компенсирующий стержень 6. Компенсирующий стержень 6 установлен в трубе с зазором, заполненным теплоносителем 12.

Для центровки компенсирз щего стержня 6 в трубе 5 и удержания теплоносители 12 в зазоре между трубой 5 и компенсирующим стержнем 6 установлены резиновые кольца 13,

Для установки на опорное устройст во оптического резонатора с тремя или более отражателями на несущей трубе 5 устанавливаются дополнительные оправы 14.

Крепление опорного устройства для оптических резонаторов должно обеспе чивать устройству свободное температурное расширение. Для уменьшения тепловой инерции компенсирующий стержень выполнен в ввде полого тонкостенного цилиндра.

Опорное устройство работает следующим образом.

При изменении в несущей трубе 5, градиентов температур, обусловленных действием имеющихся источников тепла температуры несзлцей трубы 5 и компенсирующего стержня 6 в поперечных сечениях выравниваются путем теплопередачи через теплоноситель 12 и таким образом в несущей трубе 5 и компенсирующем стержне 6 создаются одинаковы температурные условия. .

Так как материал несущей трубы 5 выбран с меньшим температурным коэффициентом линейного расширения, чем материал компенсирующего стержня 6, то длина компенсирующего стержня 6 изменяется на большую величину, что приводит к повороту рычага 10 и сдв:игу оправы 2 в направлении, противоположном изменению длины трубы.

Для пояснения работы опорного устройства в правой части чертежа условно показаны положения АБС и А Б с одного рычагг1, соответствующие двум различным продольным температурным градиентам в трубе 5, АБС - положение рьгчага при распределении температур вдоль трубы по закону t(х), А Б с - при распределении температур вдоль трубы по закону tjCx).

Координатная ось ОХ параллельна несущей трубе 5. Условие для стабилизации расстояния между оправами, т.е. условие совпадения точек А и А в различных температурных условиях, вытекает из равенства отношений сходственных сторон подобных треугольников АББ и АСС

ББ

АБ

АС ее

де АБ h

-длина плеча рычага;

АС

-длина рычага; ББ и СС

-величины изменений длины соответственно трубы 5 и компенсирукнцего стержня 6 при переходе распределения темt/x) ператур от

tj (x) ,

ББ

t

),

-t

Cpi

1ci(t

),

- t

Cpi

cpi 3П854 где tcp и tcp2 средние темпера-, туры трубы и стержня при распределенияхтемператур соот- j ветственно t(x) и t2(x) , ..Г. . l-Jt/x)dx; t2(x)ej X. 10 44 После подстановки соотношение имеет вид hi, KI , - к Опорное устройство позволяет стабилизировать расстояние между установленными на нем оправами с отражателями в условиях меняющихся градиентов температур, причем число отражателей может быть больше двух. По сравнению с базовым объектом изобретение имеет меньшие габаритные размеры по длине.

ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ, содержащее оправы для отражателей, установленные на поверхности несущей трубы, и компенсирующий стержень, жестко связанный с концом несущей трубы, отличающееся тем, что, с целью стабилизации расстояния между оправами, компенсирующий стержень вьтолнен равным по длине несущей трубе и установлен внутри нее с зазором, заполненным теплоi. носителем, одна оправа неподвижно закреплена в месте соединения несущей трубы и компенсирующего стержня. а другая - посредством параллелограммного упругого подвеса, при этом в месте расположения второй оправы на боковой поверхности трубы вьшолнено сквозное отверстие, через которое оправа посредством поворотного двуплечего рычага, закрепленного на трубе, шарнирно соединена с компенсирующим стержнем, а длины плеч рычага выбраны из соотнощения -Ка Ы + Ь 2 температурные коэфгде К и К фициенты линейного (Л расширения соответственно несущей трубы и компенсирующего стержня; длина плеча рычага, взаимодействующего с второй оправой; 00 СП h, длина плеча рычага, взаимодействующего с 5 компенсирующим стержнем. 4

44VS±;: 1 I .--.-. .

ffffffffffffffff: I fffffffffffffffrffffffffffffffffff I ffffffffffffffffffffffffffff

SSf.

,k

Oh

pyyVsNSJ