УСТРОЙСТВО для ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТОВОГОПОТОКА Советский патент 1969 года по МПК G02F7/00 

Предложен-ие относится к областям электросвязи и оптики и предназначено для распределения светового ;потока на экране то определенному закону. Известно устройство для преобразования светового потока, содержащее ячейку с фотоупругой средой, с размещенными внутри ее отражателями и (прозрачными для проходящего света гранями, излучатель ультразвуковых колебаний, генератор электрнческих сигналов, источник света, оптическую систему для создания параллельного нучка света и экран. Предлол енное устройство отличается тем, что оно содержит блок генераторов гармонических составляющих воспроизводимой функции, подключенный через последовательно соединенные управляющий ,бло« и анализатор гармонического состава к задатчику воспроизводимой функции. Это позволяет производить распределение светового потока на плоскости 1ПО заданному закону. На чертеже нредставлена схема описываемого устройства. Устройство содержит ячейку 1 с фотоупругон средой н. излучателем 2 ультразвуковых колебаний, источиик света 3, экран 4, блок генераторов 5, управляющий блок 6, анализатор 7 и задатчИК закона изменения светового стока 8. Жидкой или твердой среде ультразвуковых колебаний перепады ультразвукового давления вызывают изменение показателя преломления этой среды. Если предположить процессы сжатия и разрежения при распространении ультразвуковых волн адиабатичными, то зависимость между коэффициентом преломления среды « изменением ультразвукового давления будет линейной. Таким образом, в том месте ячейки, где измененце давления будет .больше, луч света, .пронизывающий ячейку, будет отклоняться на болытш угол. Следовательно, закон распределения изменения давления внутри ячейки будет являться аналогом распределения светового потока на экране, стоящем за ячейкой, через которую проходит световой поток. Отклонение лучей света на различные углы вызывает перераспределение светового потока, ъ результате чего обеспечивается различная освещенность экрана (областям ячейки с наибольшим изменением да вления будут соответствовать зоны экрана с наименьшей освещенностью). Требуемый распределения ультразвукового давления в Ячейке предлагается обеспечить с помощью гармонических составляющих за счет разложения функции Ф(х (если она удовлетворяет условиям Дирихле) в ряд Фурье:

При разложении функции Ф(х) в ряд Фурье можно орраничитьея при заданной точности несколькими гармоническими составляющими.

Этим пространственным гармоникам будут соответствовать напряжения с кратными частотами, амплитуда которых будет зависеть от вида ваопроизводимой функции и свойств среды,занолняюш,ей ячейку. Затем выбранные гармонические составляющие U(t}, Uz(t),..., U(t) -ъ .виде напряжений синусоидальной формы различных частот додаются на обкладки одного или нескольких ультразвуковых излучателей. В пе.рвом случае требуется безрезонансный излучатель, дающий возможность излучать колебания разных частот, например, иьезО:керамический излучатель. В резонансном излучателе, помимо основной гармоники, возбуждаются еще и кратные гармоники. В этом случае амплитуда кратных гармоник должно превышать ам-плитуду основной гармоники согласно резонансной характеристике излучателя.

Возможно использование нескольких излучателей, настроенных на отдельные частоты. Тогда суперпозиция колебаний будет происходить не на обкладках излучателя, а непосредственно . в среде, заполняющей ячейку, однако .процесс получения стоячей волны в ячейке при этом будет сложнее.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания возбуждаются в

среде ультразвуковой ячейки 1 излучателем 5. Для получения стоячей волны в ячейку помещается отражатель. Боковые грани 9 ячейки 1 делаются (Прозрачными для проходящего светового (пучка. Источник света 3 при помощи линзы W создает параллельный пучок света, пронизывающий ячейку /, в которой имеется требуемое распределение ультразвукового давления по длине. При прохождении света через ячейку ,на экране 4 получается одномерное распределение светового потока.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования светового потока, содержащее ячейку с фотоупругой средой, с размещенными внутри ее отражателями и прозрачными для проходящего света гранями, излучатель ультразвуковых колебаВИЙ, генератор электрических сигналов, источник света, оптическую систему для создания параллельного лучка света и экран, отличающееся тем, что, с целью обеспечепия возможности распределения светового потока на плоскости по заданному закону, оно содержит блок генераторов гармонических составляющих воспроизводимой функции, подключенный через последовательно соединенные управляющий ;блок и анализатор гармонического состава к задатчику воопроизводимой функции.

2н

Ю