Уголковый отражатель Советский патент 1991 года по МПК G02B5/122 

п. 0 I. г 7Г

14-COS

4(5 + 0

siv

4(5+1}

4 5%lb/sl 415+0 Р б И80°

где в- заданный угол диапазона видимости 55 отражателя.

Отражатель работает следующим образом.

5

0

5

n V1 -fcos24(s + 1)

работает в режиме полного внутреннего отражения. Угловая апертура, т.е. диапазон его вертикального действия при различных направлениях падения исходного пучка, имеет сложную конфигурацию и зависит от величины показателя преломления п. Диапазон рабочих углов отражателя при равновероятном направлении визирования включает в себя ту часть угловой апертуры, которая ограничена пространственным углом в форме конуса. Угол при вершине этого конуса в или диапазон видимости отражателя определяется удвоенным минимально возможным при данном значении углом отклонения оси визирования от нормали к грани 4, совпадающей с осью конуса. На фиг.З

показана индикатриса угловой апертуры отражателя при s 1 и п 1,5 - кривая 7 и индикатриса диапазона рабочих углов - кривая 8 (область заштрихована). Концентрическими кругами здесь отмечены углы чмежду нормалью к входной грани 4 и направлением падающего пучка. Секторные линии определяют значение азимутальных углов падения на фронтальную грань, отсчитываемых против часовой стрелки.

Показатель преломления отражателя п, при котором уголковый отражатель имеет заданный диапазон в возвратного отражения при равновероятном направлении визирования, определяется из выражений (1). При данном показателе преломления отражатель с большим значением s обеспечивает меньший диапазон возвратного действия, например в отражателе с п 1,5 угол; 0 16,22° при s 1; Q 12,56° при s 2; Q 11,16°приз 3. При других значениях s сужение еще больше.

При полном внутреннем отражении, т.е. при показателе преломления, определенном по формуле (1), в отражателе происхо- дят изменения амплитудно-фазовых характеристик падающей волны. Эти изменения зависят от последовательности переотражения от граней 1,2 и 3. Поэтому сектора апертуры отражателя выступают как отдельные оптические элементы, формирующие отраженные парциальные пучки с различными состояниями поляризации.

Распределение энергии отраженного излучения относительно оси визирования в зоне дифракции Фраунгофера, определяющее эффективность действия уголкового отражателя в оптических приборах и локационных системах, обусловлено интерференцией парциальных пучков. Осевая си- ла света, т.е. интенсивность в центре дифракционной картины, равна по величине квадрат модуля среднего по площади апертуры значения вектора Джонса выходного излучения, т.е.

,

Т - - F

1 2 efts;

I iM.°°

1 ,

hv М

pi

где 0Ь - площадь всей рабочей апертуры;

площадь i-ro сектора рабочей апертуры;

Esi и Epi - ортогональные компоненты электрического вектора электромагнитной волны выходящей из 1-го сектора.

На фиг.4 приведены значения I в зависимости от п для s 1(кривая 9), для s 3 (кривая 10), для s 9 (кривая 11).

Формула изобретения

Уголковый отражатель, выполненный в виде трехгранной пирамиды с боковыми ребрами равной длины, два двугранных угла которой между боковыми отражающими гранями равны nil, отличающийся тем, что, с целью увеличения осевой силы отраженного света путем сужения диапазона возвратного отражения при равновероятном направлении визирования, третий двугранный угол между боковыми отражающими гранями равен л /2 (s + 1), где s - целое положительное число, а сам отражатель изготовлен из материала с показателем преломления п, который удовлетворяет соотношениям

i4cos4ibr5 nf

Ucos

ir i

4(Sti)/

при

-С05

0 6 2arc5in

4(5 + О

W

1+cos

4(

ПРИ

4(5+0 -cos

4С6-И1

M + cos

-те

4(5 + 0

t 0cl80°j

при0И80°,

4(5 + 11

где в- заданный угол диапазона видимости отражателя.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в навигационных знаках, интерферометрах, дальномерах, а также при контроле -за движением и вибрацией объектов. Цель изобретения состоит в увеличении осевой силы света, отраженного уголковым отражателем, путем сужения диапазона возвратного отражения. Для этого в уголковом отражателе, выполненном в виде трехгранной пирамиды с боковыми ребрами равной длины, два двугранных угла между боковыми отражающими гранями 1-3 которой равны тг/2, третий угол между этими гранями выполнен равным л 12 (s + 1), где s - целое положительное число, а сам отражатель из- готовлен из материала с показателем преломления, который определяется в зависимости от величины и заданного угла диапазона видимости отражателя. 4 ил. е

. TOO-so во „„.

«Пйтте1

1

0,9 0,8

V 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1