Оптическая линия задержки Советский патент 1992 года по МПК G02B17/00 G02B9/00 

Фиг 2

Изобретение относится к оптическим элементам и может быть использовано в устройствах оптической обработки информации, например в оптических вычислительных устройствах, требующих задержки сигнала на некоторое время.

Известна оптическая линия задержки в устройстве, содержащая установленный по ходу светового луча брусок прозрачного материала, оптическая плотность которого больше оптической плотности среды распространения света вне этого бруска. Данная линия задаржки имеет значительные габариты, что делает затруднительным ее использование во многих устройствах оптической обработки информации.

Известна также оптическая линия задержки, содержащая четыре зеркала, установленные в вершинах четырехугольника под углом 45° к оптической оси устройства отражающими поверхностями навстречу друг другу, причем входное и выходное окна выполнены в одном зеркале, Габаритные размеры такой линии задержки при условии обеспечения достаточного времени задержки тахже весьма велики,

Цель изобретения - сокращение габаритов при использовании в оптических вычислительных устройствах.

Указанная цель достигается тем, что в оптической линии задержки, содержащей четыре плоских зеркала, установленных перпендикулярно одной общей плоскости и оптически сопряженных друг с другом, причем противоположные зеркала взаимно параллельны, а смежные взаимно перпендикулярны, а также входное и выходное окна зеркала выполнены в виде попарно равных прямоугольников, соединенных торцами с образованием прямоугольного параллелепипеда, при этом длина сторон f входного и выходного окон определяется из соотношения

- vT

где М - габаритный коэффициент (М а-Ь-с),

а,Ь,с - стороны параллелепипеда;

п - показатель преломления среды внутри параллелепипеда;

v - скорость света в вакууме;

Т - время задержки.

а углы между сторонами параллелепипеда и лучом света на входе в линию задержки определяется из соотношений

а arccos

Ь2+(2+Та1

1

/3 arctg

12 +

у arccos

Ј, 3

+

2а

где а- угол между лучом света и направлением ребра а;

/ - угол между лучом света и направлением ребра Ь;

у- угол между лучом света и направлением ребра с;

I - длина стороны входного окна. На фиг. 1-3 показан хбдлуча света через устройство и расположение входного и выходного окон; на фиг.4 - развертка устройства вдоль оси ОХ; на фиг.5 - схема определения направляющих углов.

Устройство состоит из зеркал 1-4 прямоугольной формы, которые соединены так, что образуют прямоугольный параллелепипед со сторонами а, Ь, с, 8 углу зеркала 1 с размерами выполнено прозрачное входное окно 5 размерами 1x1. Выходное окно может быть выполнено в противоположном углу зеркала 1 (при условии нечетного количества отражений от зеркал 1 и 3), либо в углу зеркала 3 по диагонали параллелепипеда (при четном количестве отражений от зеркал 1 и 3). С целью упрощения конструкции все зеркала выполнены на общей подложке,

представляющей собой прямоугольный параллелепипед из прозрачного материала, например кзарца, при этом отражающий слой нанесен на грани параллелепипеда размерами эхе и вхс,

Устройство работает следующим образом.

Луч света входит в устройство через центр входного окна 5, образуя углы а-со стороной параллелепипеда a, f3- со стороной параллелепипеда Ь.у- со стороной 4 параллелепипеда. Затем луч многократно отражается от граней 1 и 3, отражается от грачи 2, снова от грачей 1 и 3, от грани 4 и так до тех пор, пока не выйдет через выходмое окно 6.

Формула изобретения 1. Оптическая линия задержки, содер жащая четыре плоских зеркала, установленных перпендикулярно одной общей

плоскости и оптически сопряженных друг с другом, причем противоположные зеркала взаимно параллельны, а смежные взаимно перпендикулярны, а также входное и выходное окна, отличающаяся тем, чт о, с целью сокращения габаритов при использо1756850

6

Изобретение относится к элементам оптических вычислительных устройств. Цель изобретения - сокращение габаритов при использовании в оптических вычислительных устройствах - достигается за счет многократного переотражения луча света от зеркал. Устройство содержит зеркала 1,2,3, 4, выполненные в виде попарно равных прямоугольников, соединенных торцами с образованием прямоугольного параллелепипеда, в углу зеркала 1 выполнено входное окно 5, а выходное окно б выполнено либо в противоположном углу зеркала 1 по его диагонали, либо в углу зеркала 3 по диагонали параллелепипеда. Длина сторон I входного 5 и выходного 6 окон определяется из соотношения где с - габаритный 2 Мп vT коэффициент; а,в,с - длина, ширина и высота параллелепипеда; Т - требуемое время задержки, m - абсолютный показатель преломления среды распространения света между зеркалами; v - скорость света в вакууме. А направление луча света на входе в устройство задано углами, определяемыми из соотношений tg/3 cos a v о гь2 + 2тг (Л С cos у 2/2 a Vb2+ I2 + 4/2 а , 3 з.п.ф-лы, бил.

вании в оптических вычислительных устройствах, зеркала выполнены в виде попарно равных прямоугольников, соединенныхтор- цами с образованием прямоугольного параллелепипеда, при этом длина сторон I входного и выходного окна определяется из соотношения

vT

где М - габаритный коэффициент (М АхВхС);

А, В, С - стороны параллелепипеда;

г - показатель преломления среды внутри параллелепипеда;

v - скорость света в вакууме;

Т - время задержки,

а направление входа луча света во входное окно определяется следующими углами:

I

а - arccos

/

b2+l2

;

2а

у arccos -у-

V

2а

г .

Фиг.З

где а- угол между лучом света и направлением ребра, а;

/ - угол между лучом света и направлением ребра, Ь;

у- угол между лучом света и направлением ребра, с;

I -длина стороны входного окна.

в той же грани параллелепипеда, что и входное окно и расположено в противоположном ее углу.

в грани параллелепипеда, параллельной той, в которой выполнено входное окно, и расположено в ее противоположном углу по диагонали параллелепипеда.

А. Линия задержки по пп. 1-3, о т л ичающаяся тем. что, с целью упрощения конструкции, все зеркала выполнены на общей подложке, представляющей собой прямоугольный параллелепипед из прозрачного материала, при этом отражающий слой выполнен на гранях параллелепипеда размерами а х с и в х с.

В

,

«О

О

А

Л