Оптический аттенюатор Советский патент 1988 года по МПК G02B5/20 

00

4:

о

Изобрет(2ние относится к квантовой электронике и может быть использовано в системах оптической связи, локации и лkзepнoй технологии.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона регулирования оптического излучения при плавном характере- этого регулирования.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид , на фиг, 2 и 3 - характеристики оптического пропускания резонансных угловых избирательных систем в зависимости от угла падения оптического излучения сС/ на гипотенуз- ные грани призм; на фиг.4 - регулировочная характеристика оптического аттенюатора.

Оптический аттенюатор содержит два идентичных оптических элемента, установленных последовательно по ходу оптического излучения 1, Каждый из Элементов выполнен в виде двух прямоугольных трехгранных призм 2, 3 4j5 первого и второго элементов со ответственно. Призмы и 4,5 совмещены гипотенузными гранями с воздушными зазорами 6 и 7 между ними соответственно. При этом входная 8 и выходная 9 грани первого оптического элемента и входная 10 и выходная 11 грани второго оптического элемента перпендикулярны оптической оси аттенюатора, совпадающей с направлением распространения оптического, излучения 1.

Оптические элементы установлены н отдельных стойках 12 и 13 зеркально- симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси, и могут синхронно поворачиваться вокру осей 14 и 15 за счет кинематической связи 16, сохраняя при этом одинаковый по величине и равный по знаку jron относительно направления рас- пространения оптического излучения Кинематическая связь 16 между стойками 12 и 13 может быть осуществлена, например, с помощью плоской пру

жины и механизма 17 перемещений двухстороннего действия. Диапазон углов Л поворота оптических элементов определяется из соотношения

Л - . а(

где Лрез, угол между оптической

осью аттенюатора и нормалью к гипотенузным

граням приам 2 и 4, со- ответе ТВ униций угловому положению резонанса в воздушных зазорах 6 и 7 и равный

arccos

N

п

(---)2 4d/

5

0 5

,

0

5

0

5

- угол между оптической

осью аттенюатора и нор- налью к гипотенузнь1м граням призм 2 и 4, соответствующий угловому положению антирезонанса и равньй углу полного . внутреннего отражения

для материала призм 2-5, п - показатель преломления

материала призм 2-5; Я - длина волны оптического

излучения 1 j

- величина воздущных зазоров 6 и 7 между призмами. Принцип действия оптического аттенюатора основан на резонансных явлениях в воздушном зазоре между призмами оптического элемента.

В исходном положении (фиг.О, когда угол падения оптического излучения на зазоры 6 и 7 равен рез, в зазора 6 и 7 имеет место ре-. з.онанс и пропускание устройства максимально (фиг.4, точка А), Отражение 18 и 19 оптического излучения 1 в зазорах 6 и 7 близко к нулю, и практически все падающее излучение проходит через оптическую систему аттенюатора (фиг,1, пучок 20), При синхронном повороте оптических элементов с помощью привода 17 двухстороннего действия через кинематическую связь 16 на разные по знаку и одинаковые по величине углы (фиг,1, пунктир), когда угол падения оптического излучения на зазоры 6 и 7 равен df-ap , в зазорах 6 и 7 имеет место.антирезонанс и пропускание устройства минимально (фиг,4, точка в). Практически все падающее излучение 1 отражается в зазорах 6 и 7 и на выходе аттенюатора выходное излучение 20 близко к нулю,

Ширина рабочей зоны оптического аттенюатора на регулировочной ха- рактерис.тике (фиг.4) лежит в пределах

Ч (

При синхронном повороте оптических элементов в пределах рабочей зоны можно плавно регулировать коэффици- . ент аттенюации в пределах от полного пропускания до полного внутреннего отражения. При этом динамический диапа зон регулирования оптического излучения большой мощности составляет и вьппе..

Двухэлементная резонацсная оптическая система исключает также смещение луча на выходе аттенюатора при синхронном повороте оптических элементов в разные стороны. Отклоненный от первоначального направления в первом оптическом элементе луч возвращается в исходное положение на выходе второго оптического элемента.

Формула изобрет.ения

Оптический аттенюатор, выполненный в виде двух последовательно установленных оптических элементов, каждый из которых состоит из двух прямоугольных трехгранных призм, совмещенных гипотенузными гранями с воздушным зазором между ними, а входные и выходные грани элементов перпендикулярны к оптической оси аттенюатора, причем оптические элементы установлены на отдельных стойках плоскости,перпендикулярной оптической оси, и снабжены механизмом их синхронного поворота на одинаковые по величине и про

ны 5 . ий1А08409 .

тивоположные по знаку углы, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона регулирования интенсивности оптического излучения при плавном характере этого регулирования, диапазон углов cL поворота оптических элементов определяется из соотношения

10

5

оС

рез

4 - -ар ,

где ,

fej.

.угол между оптической осью аттенюатора и нормалью к гипотенузным граням призм, соответствующий угловому положению резонанса в воздушных зазорах между этими гранями и равный

этими 1

5

-рц d.

О

5

arccos

i-I

.()2

dn«р - угол между оптической

осью аттенюатора и нормалью к гипотенузным граням призм, соответствующий угловому положению антирезонанса и равный углу полного внутреннего отражения для матеркала призм, п - показатель преломпения

материала призм; t - длина волны оптического

излучения,

dj, - величина воздушного зазора между прнзмаьш.

mil у 9 . (iJU.i AT

o(pes.2

Изобретение относится к квантовой электронике и м.б. использовано в системах оптической связи, локации и лазерной технологии. Цель изобретения - расширение динамического диапазона регулирования интенсивности оптического излучения при плавном характере этого регулирования. В устрве по ходу оптического излучения 1 на стойках 12 и 13 установлены два идентичных оптических элемента, выполненных соответственно в виде пар прямоугольных трехгранных призм 2, 3 , и 4, 5. Призмы в каждом элементе совмещены гипотенузными гранями с зазором между ними. Входные и выходные грани оптических элементов вокруг осей 14 и 15 приводом 17 двухстороннего действия на разные по знаку и . одинаковые по величине .углы возможна плавная регулировка коэф. аттенюации в пределах от полного пропускания до полного внутреннего отражения. Приведено соотношение, из которого определяется диапазон углов поворота оптических элементов. 4 ил. (Л

рез2

Фиг.

-Эв.