Формирующая система для лазерного излучения Советский патент 1992 года по МПК G02B15/163 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим системам, предназначенным для концентрации лазерной энергии, выходящей из торца волоконного световода, на поверхности изображения системы в световые пятна, размеры которых должны меняться в 20-25 раз, в основном для офтальмологических установок.

Известны оптические системы, состоящие из подвижных и неподвижных компонентов, которые при перемещении компонентов вдоль оптической оси изменяют размеры изображения объектов, расположенных на конечном расстояний в несколько раз.

Но зти системы имеют недостаточную кратность изменения размеров изображения, ограниченного, как правило 4-6 раз.

Наиболее близкой к предлагаемой является панкратическая система, которая может быть использована в качестве формирующей, содержащая три компонента, первый и второй из которых с оптическими силами противоположного знака установлены с возможностью нелинейного зависимого перемещения вдоль оптической оси, причем первый положительный компонент состоит из двух двояковыпуклых линз и размещенного между ними отрицательного мениска вогнутостью обращенного к предмету, второй компонент выполнен в виXI

сл

ю

4Ь. К

де склеенного дублета, первая линза которого положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, вторая линза - двояковогнутая, третий компонент положительный состоящий из одиночной двояковыпуклой линзы и склеенного дублета, первая линза которого является двояковыпуклой, а вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в сторону предмета.

Однако эта система обеспечивает изменение масштаба изображения не более чем в 10-15 раз при числовой апертуре, не превышающей 0,08-0,10, при этом ширина спектрального рабочего диапазона не превышает 0,2 мкм, в то время как в большинстве офтальмологических установок используется лазерное излучение нескольких длин волн, отличающихся друг от друга на 0,4-0,9 мкм.

Целью изобретения является увеличение числовой апертуры и рабочего отрезка в пространстве изображений, обеспечение возможности работы системы с излучением, содержащим различные длины волн при высокой концентрации энергии в пятнах, размеры которых изменяются в 20-25 раз.

Указанная цель достигается тем, что в трехкомпонентной оптической системе, первый и второй компоненты которой с оптическими силами противоположного знака установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отрицательный компонент установлен первым и представляет собой одиночную линзу, положительный выполнен из двух двояковыпуклых линз и дво- яковогнутой, первая линза третьего компонента положительная, а вторая - одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, причем фокусное расстояние первого компонента составляет - (0,09-0,15) fa1, второго компонента (0,9-1, 1) fa , где fa1 - фокусное расстояние третьего компонента, при этом во втором компоненте радиусы кривизны смежных поверхностей первой положительной и отрицательной линз составляют 0,25- 0,35 фокусного расстояния второго компонента, а их отношение не превосходит 1,2, причем отрицательная и вторая положительная линзы изготовлены -из материалов, показатели преломления которых отличаются не более чем на 0,04-0,07, а разность коэффициентов дисперсий состав ляет не менее 22-27.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой формирующей системы для лазерного излучения.

Система содержит отрицательный компонент 1 и два положительных компонента

2 и 3, причем компоненты 1 и 2 имеют возможность перемещения вдоль оптической оси для изменения размеров лазерного пятна в пространстве изображений. Фокусное

расстояние компонента первого составляет -0,11 fз . второго компонента 0,95 fa1, где fa1 - фокусное расстояние компонента 3 равно 126 мм. Компонент 2 содержит две двояковыпуклые линзы 4 и 5, между которыми рас0 положена двояковогнутая линза 6. Радиусы кривизны смежных поверхностей линз 4 и 6 равны соответственно 0,3 f21 и 0,27 fa1, а их отношение составляет 1,1. Линзы 5 и 6 второго компонента изготовлены из материа5 лов, разность показателей преломления которых составляет 0,047 м для основной длины волны А 1,54 мкм, а разность коэффициентов дисперсий равна 25,04. Компонент 3 данной формирующей системы

0 содержит одиночные двояковыпуклую 7 и вогнутовыпуклую 8 линзы.

Формирующая система обеспечивает концентрацию лазерной энергии для длин волн 1,54 мкм и 0,6328 мкм в пространстве

5 изображения в пределах пятен, размеры которых изменяются от 0,1 мм до 2,0 мм, т.е. в 20 раз, при наибольшей числовой апертуре 0,17 и постоянном рабочем расстоянии 116,7 мм. Расстояние от плоскости предме0 тоа, совпадающей с торцом волоконного световода, до второй поверхности линзы 5 составляет не более 180 мм, т.е. 1,4 фокусного расстояния третьего компонента. Формула изобретения

5 Формирующая система для лазерного излучения, содержащая три компонента, первый и второй из которых с оптическими силами противоположного знака установлены с возможностью перемещения вдоль оп0 тической оси, при этом отрицательный компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы, положительный компонент содержит две положительные и расположенную между ними отрицательную линзы, а третий

5 положительный компонент состоит из двух

линз, первая из которых положительная,

отличающаяся тем, что, с целью

увеличения числовой апертуры и рабочего

отрезка в пространстве изображений при

0 работе с различными длинами волн и увеличения изменения масштаба изображения, отрицательный компонент установлен первым и выполнен в виде одиночной линзы, положительный компонент содержит двоя5 ковыпуклые и двояковогнутую линзы, а вторая линза третьего компонента выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем фокусное расстояние первого компонента составляет -{0,09-0,15) f а , второго компонента (0,9-1,1) fa1, где fa1 - фокусное расстояние третьего компонента, при этом во втором компоненте радиусы кривизны смежных поверхностей первой положительной и отрицательной линз составляют 0,25- 0,35 фокусного расстояния второго

компонента, а их отношение не превышает 1,2, причем отрицательная и вторая положительная линзы изготовлены из материалов с разностью показателей преломления не более 0,04-0,07 и разностью коэффициентов дисперсий не менее 22-27.

Использование: в офтальмологических установках для концентрации лазерной энергии в пределах световых пятен, размеры которых изменяются в 20-25 раз. Сущность изобретения: формирующая система состоит из трех компонентов, первый и второй из которых с оптическими силами противоположного знака установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отрицательный компонент установлен первым и представляет собой одиночную линзу, второй положительный компонент состоит из двух двояковыпуклых линз и размещенной между ними двояковогнутой, третий компонент, положительный, состоит из первой положительной линзы и одиночного Отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем фокусное расстояние первого компонента составляет-(0,09-0,15Кз1, второго компонента (0,9-1,1Jf31, где fa - фокусное расстояние третьего компонента, при этом во втором компоненте радиусы кривизны смежных поверхностей первой положительной и отрицательной линз составляют 0.25- 0,35 фокусного расстояния второго компонента, а их отношение не превосходит 1,2, причем отрицательная и вторая положительная линзы изготовлены из материалов, показатели преломления которых отличаются не более, чем на 0,04-0,07, а разность коэффициентов дисперсий составляет не менее 22-27. 1 ил.