Волоконно-оптический преобразователь угловой скорости вращения пучка лучей Советский патент 1990 года по МПК G02B6/04 

Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к волоконно- оптическим преобразователям, и может, быть использовано в устройствах вращения и компенсации вращения пучка лучей.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности преобразователя .

На фиг. 1 изображен преобразователь с коэффициентом преобразования К 2, общий вид, на Фиг. 2 - схема расположения волоконных световодов на первом кольцевом торце жгута; на фиг. 3 - то же, на втором кольцевом

торце жгута преобразователя с коэффициентом преобразования К 3.

Преобразователь содержит жгут оптических световодов 1, одни торцы которых равномерно уложены в п концентричных слоев первого кольца 2, а другие торцы уложены в m концентричных слоев второго кольца 3. При этом одни торцы световодов образуют оптиаеский. вход преобразователя, а другие оптический выход, причем те или иные торцы световодов выбирают в качестве входных или выходных, исходя из величины заданного коэффициента преобразования К. При

СП

Ф СО vl

О SD7 1 (К 1,2,3,...,q) оптический / ход преобразователи образуют торцы ветоводов первого кольца 2,. а при

„ , , /«. I llК

К 1 (К г, з 4 сГ оптиче

ский вход преобразователя образуют торцы световодов второго кольца 3. исло слоев п, в которые уложены одни торцы световодов, и число слоев т, в которые уложены другие торцы световодов, выбраны из условия 1К/-П, где (для коэффициента преобразования принимают его обратное значение).

Число световодов, уложенных в каждом из п концентрических слоев первого кольца 2, кратно К. При этом световоды одного слоя первого кольца 2 уложены поровну в К слоев второго кольца 3„

Световоды в слоях колец 2 и 3 упо- жены.так, что порядок их следования по окружностям второго кольца 3 в зависимости от знака коэффициента преобразования К совпадает или противоположен порядку их следования в первом кольце 2,

Световоды, торцы которых уложены в первом кольце 2 вдоль радиальных линий, отстоящих лруг от друга на угол,, равный 360°/I Kl , например 4-6 (Фиг.2), расположены другими торцами во втором кольце 3 вдоль общей радиальной линии с отклонением от нее на величину не более поперечного размера соответствующего торца световода (фиг.3).

Преобразователь работает следующим образом.

Световой пучок, диаметр которого меньше или равен ширине кольца оптического Входа преобразователя, проецируется на торцы световодов, выбранные в качестве входных. Выбор торцов в качестве входных определяется величиной коэффициента преобразования К. Если К 1, то входными торцами являются торцы, уложенные в первом кольце 2. Световой пучок проецируется на эти торцы и вводится внутрь световодов. Благодаря свойству световодов осуществлять передачу излучения в направлении их продольных осей световые лучи, пройдя световоды, достигают противоположных: торцов и выходят из этих торцов наружу. При этом, поскольку выходные торцы све10

2

5

0

5

0

5

0

45

50

55

товодов уложены вдоль окружностей в той же или в обратной последовательности, что и входные торцы световодов, световой пучок испытывает на выходе преобразователя такое же вращательное движение, как и на его входе. При одинаковой последовательности расположения входных и выходных торцов световодов (Фиг.1) направление вращения светового пучка на выходе преобразователя совпадает с направлением вращения светового-пучка на его входе, а при обратной последовательности меняется на противоположное.

Например, входные торцы световодов уложены в один слой, а выходные - в К слоев, т.е. п 1, . Тогда при повороте пучка лучей на входе устройства на угол, равный 360°, на выходе устройства он поворачивается К раз на угол 360 К. Таким образом, его угловая скорость врашения на выходе устройства в К рач выше, чем на входе.

Одновременно с вращательным движением на выходе устройства световой пучок совершает также поступательные переходы с одного слоя на другой, как только пучок лучей завершит полный оборот. При -эгом нарушения непрерывности вращательного движения светового пучка не происходит, поскольку входным горцам световодов, расположенным вдоль радиальных линий, отстоящих друг от друга на угол, равный 360/1к1, отвечают выходные торцы соотвечствуюших световодов, расположенные вдоль общей радиальной линии(Фиг.3).

Преобразователь обладает высокой надежностью в силу отсутствия в нем вращающихся оптических элементов, а также имеет простую конструкцию и небольшие габариты при высокой входной апертуре, определяемой используемыми волоконными световодами.

Формула изобретения

1. Волоконно-оптический преобразователь угловой скорости вращения пучка лучей, содержащий оптический вращающий элемент, отличающий- с я тем, что, с целью упроп ения и повышения надежноеiи преобразователя, оптический вращаюшии элемент выполнен в виде волоконно-оптического жгута, волоконные световоды которого собраны одними концами в первое кольцо, а другими концами во второе кольцо, и равномерно распределены по ним, при этом волоконные световоды, расположенные в первом колыге с угловь м

360°

шагом во втором кольце разме- Ґ

щены вдоль соответствующего радиуса, где К - коэффициент преобразования, причем при положительном К порядок следования волоконных световодов во втором кольце совпад-тег, а при

отрицательном К .противоположен порядку их следования в первом кольце.

2. Преобразователь по п., о т- личающийся тем, что волоконные световоды в первом и втором кольцах размещены соответственно в п и m концентрических слоях, связанных соотношением m |К| п, при этом волоконные световоды каждого концентрического слоя первого кольца размещены поровну в IF | концентрических слоях второго кольца.

Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к волоконно-оптическим преобразователям, и может быть использовано в устройствах вращения и компенсации вращения пучка лучей. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности преобразователя. Волоконно-оптический преобразователь угловой скорости вращения пучка лучей состоит из волоконно-оптического жгута 1, волоконные световоды которого собраны одними концами в первое кольцо 2, а другими концами во второе кольцо 3. При этом волоконные световоды, расположенные в первом кольце 2 с угловым шагом 360°/ @ K @ , во втором кольце 3 размещены вдоль соответствующего радиуса, где K - коэффициент преобразования. Причем в зависимости от знака K порядок следования волоконных световодов во втором кольце 3 совпадает или противоположен порядку их следования в первом кольце 2. Световой пучок на выходном кольце преобразователя имеет угловую скорость вращения, измененную в K раз по сравнению с его угловой скоростью на входном кольце. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Редактор И. Дербак

Составитель В.Попов Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 1447

Тираж 476

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

J60 /J

Фиг.2

ФигЗ

Подписное