Оптический рефлектор Советский патент 1992 года по МПК G02B5/122 

Изобретение относится к оптико-меха нической промышленности и. в частности, к многоапертурным адаптивным системам.

Известны многоапертурные оптические системы, о которых сплошная поверхность главного зеркала заменена зеркальными сегментами, установленными с возможностью движения в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Недостаток такого устройства - очень жесткие требования к положению каждого сегмента по трем углам и по трем координатам относительно общего фокуса системы.

Известно устройство адаптивного рефлектора, представляющего собой матрицу уголковых отражателей. Положение каждого отражателя регулируется (с помощь пье- зо- или электрострикционных двигателей)

вдоль нормали к входным зрачкам. Излучение проходит сначала плоский светоделитель, затем матрицу, вновь отражается на плоский светодитель и попадает на фокусирующий объектив. Отношение средней энергии, отраженного матрицей уголковых отражателей, к полной падающей энергии (коэффициент Штреля) в несколько раз выше, чем для матрицы с плоскими зеркалами. Матричный рефлектор из уголковых отражателей обеспечивает согласование фаз составляющих волнового фронта нулевого и нечетных порядков.

Указанное устройство имеет два существенных недостатка. Компенсируя разность фаз, устройство не имеет возможности исправлять угловые уходы пучков. Кроме того, недостатком является

XJ

О

ч

N о

использование светоделителя и объектива с диаметром, равным размеру матрицы уголковых отражателей, что приводит к снижению локальной плотности энергии в месте ее концентрации.

Цель изобретения -увеличение плотности энергии в ее фокальной зоне.

Указанная цель доститаТзтся усовершенствованием оптического рефлектора, содержащего матрицу из п отражателей, выполненных в виде трехгранного угла с отражением от внутренних поверхностей с одним прямым и двумя равными друг другу двугранными углами и с возможностью перемещения перпендикулярно входным зрачкам.

Сущность изобретения и его отличительные признаки заключаются в том, что в рефлектор дополнительно введены п объективов, а отражатели установлены так, что перпендикуляры к выходным зрачкам всех отражателей пересекаются в фокусе рефлектора. Угол между ребром прямого двугранного угла и плоскостью третьей грани 1-го отражателя выполнены равными (90° d), где угол а-, равен половине угла между перпендикуляром к выходному зрачку i-ro отражателя и оптической осью рефлектора. При этом каждый объектив установлен перед отражателем ортогонально плоскости, делящей пополам двугранный угол между входным и выходным зрачками соответствующего отражателя и параллельно ребру этого двугранного угла, о возможностью прбдольного и поперечного перемещения.

Трехгранные отражатели могут быть выполнены в виде металлизированных полых трехгранников или призм с металлизированными отражающими поверхностями.

На чертеже изображен оптический рефлектор.

Оптический рефлектор содержит отражатели 1 (от 1 до п). объективы 2 (от 1 до п), фокус 3 рефлектора, оптическую неоднородность 4, меняющую фазу и угол распространения одного из пучков, изображение источника 5 света, построенное объективом 2 (2) лучами этого пучка и смещенное положение объектива 2 (21), компенсирующее уг- ловое смещение пучка, вызванное оптической неоднородностью А. Чертеж иллюстрирует меридиальноо сечение рефлектора плоскостью, проходящей через оптическую ось.

Оптический рефлектор работает следующим образом.

Излучение от источника света, не показанного на чертеже, попадает во все-n отражателей 1. В каждом отражателе, после

отражения от прямого двугранного угла и развернутой на угол (90° + а) относительно его ребра третьей отражающей грани, излучение выходит в фокус 3 рефлектора

через объектив2. Фаза излучения каждого , пучка подстраивается за счет перемещения отражателей 1 по перпендикулярам к входным зрачкам. Излучение, отклоненное до оптического рефлектора неоднородностью

4, приходит после объектива 2 (2) не в фокус 3 рефлектора, а в точку 5. За счет перемещения объектива 2 (2) в положение 2 (21) пучок излучения совмещается с общим Для вех объективов 2 фокусом 3.

Выполнение условия параллельности и совпадения фокальных поверхностей всех п объективов обеспечивается установкой объективов 2 ортогонально плоскости биссектрисы двугранного угла между плоскостями

входного и выходного зрачков отражателя 1 и параллельно линии пересечения этих плоскостей, а также фокусировкой объектива 2. Выполнение условия малых различий векторов поляризации можно обеспечить металлизацией отражающих поверхностей отражателей 1, Равенство длин оптического пути до общей фокальной поверхности всех субапертур мохсет быть выполнено известным способом - размещением отражателей

1 на поверхности параболоида вращения.

Формула изобретения

1. Оптический рефлектор, содержащий матрицу из р отражателей, выполненных в

виде трехгранного угла с отражением от внутренних поверхностей с одним прямым и двумя равными друг другу двугранными углами, при этом отражатели установлены с возможностью перемещения перпендикулярно входным зрачкам, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности энергии в фокальной зоне, в него дополнительно введены п объективов, отражатели установлены так. что перпендикулярны к выходным

зрачкам всех отражателей, пересекаются в фокусе рефлектора, причем угол между ребром прямого двугранного угла и плоскостью третьей грани i-ro отражателя выполнены равными (90° + di), где угол di

равен половине угла между перпендикуляром к выходному зрачку i-ro отражателя и оптической осью рефлектора, при этом каждый объектив установлен перед отражателем ортогонально плоскости, делящей

пополам двугранный угол между входным и выходным зрачками соответствующего отражателя и параллельно ребру этого двугранного угла, с возможностью продольного и поперечного перемещения.

2. Рефлектор по п. 1,отличающийся тем. что трехгранные отражатели выполнены в виде металлизированных полых трехгранников или призм с металлизированными отражающими поверхностями.

Использование: многоаппертурные адаптивные системы. Сущность изобретения: отражатели рефлектора выполнены в виде трехгранных углов с равными углами отражения излучения так, что все отраженные пучки пересекаются в одной точке пространства. Введены объективы по числу отражателей, фокусирующие отраженное излучение в точку пересечения пучков. За счет смещения объективов возможна угловая компенсация уходов осей пучков. Объективы установлены ортогонально плоскости, делящей пополам двугранный угол между входным и выходным зрачками прилежащего к этому объективу отражателя и параллельно линии пересечения плоскостей этого двугранного угла. В результате образуется единая плоскость изображения для всех объективов. Трехгранные углы выполнены с металлизированными поверхностями, что обеспечивает параллельность плоскостей поляризации излучения, отраженного трехгранными углами. Предусмотрена возможность изготовления трехгранных углов в виде призм, втом числе составных. 1 з.п.ф- лы, 1 ил. сл с