Оптический элемент для преобразования распределения интенсивности излучения в световом пучке Советский патент 1987 года по МПК G02B5/04 

113

Изобретение относится к элемен- 1 ам йптическйх систем, преобразующих параллельные световые пучки круглого поперечногр сечения с максиму- мом интенсивности в центральной части в пучки, имеющие смещенный на периферию максимум интенсивности, и может быть использовано в оптике, а также в лазерных технологических установках,

Целыр изобретения является упрощение конструкции элемента.

На фиг . 1 изображена равнобедренная трапеция; на фиг.2 - оптический элемент, продольное сечение; на фиг.З - зависимость интенсивности излучения на выходе из оптического элемента ) от расстояния г от его оси для различных радиусов элемента, определяемых величиной высоты трапеции.

Оптический элемент имеет две преломляющие конические поверхности 1 и 2 и отражающую цилиндрическую поверхность 3, образованные вращением равнобедренной трапеции 4 высотой h вокруг ее меньшего основания 5. Высота h является радиусом оптического элемента.

Оптический элемент работает следующим образом.

На преломляющую поверхность 1 падает световой поток 6, имеющий максимум 7 интенсивности в центральной части. После преломления из поверхности 2 выходит световой поток 6 со ;смещением максимума 7 интенсивности на периферию пучка.

Величина меньшего основания 5 трапеции 4 определяется из условия, когда периферийные лучи О падающего светового потока 6 не испытьшают смещения при выходе из оптического элемента, а центральный луч 1 падающего светового потока 6 при выходе из элемента сместится на его периферию. Это условие выполняется в том случае если на выходе из оптического элемента пучок 8 параллельный и не происходит смещения луча 0. Поэтому из ус89642

ловия сохранения параллельности выходящего светового пучка 8 и отсутствия смещения периферийных лучей О падающего потока 6, проходящих через 5 середину высоты равнобедренной трапеции 4 радиуса оптического элемента), меньшее основание равно 2h

где п - показатель преломления материала.

Смещение максимума интенсивности на периферию пучка на выходе из опти- ческого элемента при минимальной интенсивности в центре происходит, когда радиус элемента h не меньше удвоенного радиуса пучка на входе (h 2со ) или светового диаметра оптического элемента.

Формула H3o6peteHHH

Оптический элемен т для преобра- зования распределения интенсивности излучения в световом пучке, содержащий коническую преломляющую и цилиндрическую отражающую рабочие поверхности, отличающийся тем, ЧТО, с целью упрощения конструкции элемент дополнительно содержит вторую коническую преломляющую поверхностьj причем все рабочие поверхности элемента образованы вращением равнобедренной трапеции вокруг ее меньшего основания при условии, что

2 h

b

2 1 - 1 где b - длина меньшего основания

трапеции; п - коэффициент преломления

материала; h - высота трапеции,

hi 2о ,

где со радиус светового диаметра

оптического элемента, а угол при большем основании трапе- ции равен 45 .

1318964

0.5и) , (J},5ul 2ti} tStif /3t

Фиг.3

Изобретение относится к элементам оптических систем, преобразующих параллельные световые пучки круглого поперечного сечения с максимумом интенсивности в центрашьной части в пучки, имеющие смещенный на периферию максимум интенсивности. Цель изобретения - упрощение конструкции элемента. Оптический элемент имеет две преломляющие конические поверхности 1 и 2 и отражающую цилиндри- ческук) поверхность 3. Все эти рабочие поверхности образованы вращением равнобедренной трапеции вокруг ее меньшего основания. Выбор длины мень- щего основания обусловлен условием отсутствия смещения при выходе из оптического элемента периферийньЬс лучей падающего светового потока 6 при смещении центрального луча потока на его периферию. Угол при большем основании трапеции равен 45 . 3 ил. 0. 1,,д 7 С (Л СА9 00 со О) ;

Составитель Г.Татарникова Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 2508/40 Тираж 521Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4