Оптический фазовый фильтр Советский патент 1989 года по МПК G02B27/46 

ctg х ctgr +

sin о/,- sin/J - sin jpt

sinrcos (y+/i)tg (т+fl,) sinTri- O tg p sin (r + jj sinoU

(

(1)

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в фазовых методах обработки информации. Оптический фазовый фильтр содержит установленные последовательно и оптически связанные входной диспергирующий элемент 1, первую ахроматическую линзовую систему 2, фазосдвигающий элемент 3, установленный в задней фокальной плоскости этой системы и выполненный в виде клина переменной оптической толщины, вторую ахроматическую линзовую систему 4 и выходной элемент 5, осуществляющий обратное диспергирующему преобразование. При этом передняя фокальная плоскость системы 4 оптически сопряжена с задней фокальной плоскостью системы 2 фазовым элементом 3. Благодаря такому выполнению фильтра расширяются его функциональные возможности, поскольку в спектральном разложении, реализуемом на входе элемента 3, для каждой длины волны этот элемент вносит свою наперед заданную задержку фазы, т.е. фильтр обеспечивает фазовое кодирование спектральных частот в их широком интервале. 2 ил.

J. - апертурный угол пучка для одной длины волны в задней фокальной плоскости входной линзы 2;

f - угол при вершине оптического клина 3; - показатель преломления

клина 3 для всех длин волн$ 5

,

I

2 А

{

cos у+ tg fr

to

a cos (7+7)

J

-T-OJ

x si (T x)

sin (180 + x

где

а л - расстояние от вершины клина до определенной

ТОЧКИ}

амакс максимальная ширина кли-

на

X - длина волны.

Тогда интегральная фаза ц, для а равна

fSinot 1 р arcsin (---;;

о(, arccos (f ft)}; r arccos (niSinj). Задержка фазы if.B зависимости от текущего угла ц.,который принимает значения -t-p равна

- a,-) cos у - a,-tgr

sin а т

cos (Jr+l)(2)

i-i5 J-l

-ft

После выходной линзы 4 свет попадает на выходную призму 5, которая расположена так, чтобы свет, проходя входную 1 и выходную 5 призмы, имеет одинаковую фазовую задержку.

J14745774

Необходимо отметить, что угол хУсловие является необходимым,

для лучей, лежащих внутри угла р,от-чтобы х для всех лучей внутри угличается от угла х для угла /Vла р был одинаковый.

Тогда уравнение (1) имеет вид 5

ctg х ctg Т + sin/3 sin 3%:

sin 3, cos Т,-)-°о(г+т) t8/isine(isin

или с учетомШcos (7-+j-,) « Т (« г- П ;

sin (т+Г,)й -п + cos n2 Г«1; .sin т, cos n f «1;

tg/3sinod() tg, -jft

ЩТЕЈГ - -j « т -лп яггде Т - ширина основания призмы,1 у GJJO ни в

b - ширина светового пучка;

(пг-1) tgft-sinofi ,,чп1 - показатель преломления призС СЕ Jf х /, V /

в оsin (у,-,)мы.

является достаточным того, что г х. 2°Угол Дисперсии i-й длины волны

Тогдаравен

т г±- А

(5) - .In |tg -z + -гIгДе заднее фокусное расстояние

-- at входной линзы 2.

Тогда уравнение (5) имеет вид

Если взять частный пример, когда tnjtg Ј. + II

Т-0,5«. fb-8S n 1-4, погретМ - dn, JL-S (8)

ность определения угла х их будет Р

для ц t° их -0,65%, 1- 4°, 4х Очевидно, что фазы ц. не зависят

0,62%, а для 1 Я6 их -0,53%. 35

Поэтому условие (4) является дос-от Ди а зависят от пг(Л) и -j-r

таточным, а фаза Lf для этого примера равнаЕсли произведение щ ,-/ const,

ci Л

а 40

lf. 0,22 - (6) то и характеристика фазового фильтра

тоже будет постоянной.

Таким образом, в зависимости от Таким образом, имеется возможность того, какой i длине волны А соответ- получать различные типы фазовых ствует 3|, меняется и фаза (f- ,

Можно взять другой крайний слу- фильтров в зависимости от n 1 -гг чай. когда апертурный угол мал и им

Выбором можно также менять характе- можно пренебречь..

тристики фазовых фильтров.

ctg х - ctg Т х 7- (7) 50 Ф о р м у л а и з, о б р е т е н и я

Теперь связывают а, с углом дис-Оптический фазовый фильтр, содер. „ „ .жащий первую линзовую систему, фазоперсии и задним фокусным расстоянием „JJ „

„«сдвигающий элемент, установленный в

входной линзы 2.„ .„

55 задней фокальной плоскости этой сисПроизводная угла дисперсии v

темы, и вторую линзовую систему,при- длине волны равна .

чем передняя фокальная плоскость вто-

d5 JC d ni рой линзовой системы оптически сопряd b d жена с «задней фокальной плоскостью

первой системы фазосдвитающим элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения фазового кодирования спектральных частот в .их широком интервале, в него введены входной диспер пирующий элемент и выходной элемент, осуществляющий обратное дисФш.1

Редактор Н. Рогулич

Составитель В. Кравченко

Техред М.ДидыкКорректор Л. Патай

Заказ 1889/43

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

14745776

пертирующему преобразование, установленные соответственно перед первой и после второй линзовыми систе- 5 мами и оптически связанные с ними, обе линзовые системы выполнены ахроматическими, а фазосдвигаюший элемент выполнен в виде клина переменной оптической толщины.

Подписное