УСТРОЙСТВО для ДИСКРЕТНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ЛУЧА Советский патент 1971 года по МПК G02F1/31 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Устройства для дискретного отклонения оптического луча находят применение в оптических системах для обработки информации (в устройствах для ввода, вывода дискретной информации из ЭЦВМ, в оптических запоминающих устройствах, в устройствах для индикации данных, в оптических локаторах и дальномерах, в телевизионных лазерных системах и т. д.). Однако в таких устройствах возникают фоновые лучи, создающие фоновую засветку экрана. Причины возникновения таких фоновых лучей многообразны: отклонение лучей от оптических осей анизотропных кристаллов (или отклонение от направлений, перпендикулярных оптическим осям), неоднородность применяемых оптических .материалов, технологические ощибки изготовления отдельных элементов и неточная их ориентация, спектральная ширина излучения, отклонение напряжения на переключателях поляризации от номинальной величины (особенно во время переходного процесса).

С целью уменьшения фоновой засветки экранов устройств дискретного отклонения без существенного снижения интенсивности сигнала в предложенном устройстве между двумя последними двоичными ячейками устанавливается компенсатор, состоящий из двулучепреломляющего элемента и двух четвертьволновых пластин.

На чертеже показана оптическая схема предложенного устройства.

Оно содержит источник линейно-поляризованного излучения /, двоичные отклоняющие ячейки, состоящие из линейной фазовой четвертьволновой пластины 2, лереключателя поляризации 3, Поляризационного дискриминатора 4 и компенсатора, включающего двулучепреломляющий элемент 5 и две четвертьволновые пластины б и 7.

Двулучепреломляющий элемент 5 рассчитан таким образом, чтобы оптическая ось одной из компонент поляризации на выходе этого элемента была параллельна оптической оси ортогонально поляризованной компоненты и смещена от нее на расстояние, равное диаметру отклоняемого светового пучка. В каждой из оптических ветвей на выходе элемента 5 установлена четвертьволновая пластина 6 или 7. Оптические оси пластин ориентируются перпендикулярно друг другу и под углом 45° к направлению вектора электрического поля Е в каждой из ветвей. Таким образом, после прохождения фазовых пластин поляризация излучения в обеих ветвях одинакова, и световой поток, являющийся фоном нечетных порядков, направлен в заданную позицию экрана.

В тех случаях, когда фон четных порядков имеет значительную величину, можно установить несколько аналогичных комненсаторов мелсду двоичными ячейками разных каскадов. Таким образом можно предотвратить появление фона, возникающего во всех двоичных каскадах устройства, за исключением последнего. Основной причиной фона, возникающего в последнем каскаде устройств дискретного отклонения, является отклонение лучей от оптической оси устройства. Для преобразования фона, возникающего в последнем каскаде, в полезный сигнал можно использовать две асферические линзы 8 и 9 с одинаковыми поверхностями вращения, изготовленные из одинакового оптического материала. Одна из линз, полол :ительная, установлена перед переключате-. лем поляризации последнего каскада и нриблил ает лучи к оптической оси устройства, т. е. уменьщает наклон лучей, а следовательно, устраняет причину возникновения фона в последнем каскаде устройства. Вторая линза, отрицательная, установлена за переключателем поляризации и возвращает лучи в первоначальное положение, не внося искажений в ход лучей за пределами переключателя поляризации, так как в сумме обе линзы составляют обычную плоскопараллельную пластину.

Таким образом, предложенное устройство позволяет передавать информацию без искажений, вызываемых фоновой засветкой, и без уменьшения контрастности изображения. Снижение яркости изображения, вызываемое установкой в устройстве дополнительных элементов, можно оценить по следующей формуле: B BQ (1-а)™, где BO - яркость идеальной бесфоновой системы, а - коэффициент потерь в одном компенсаторе, т - число компенсаторов. Коэффициент а можно принять равным, в

среднем, 2%, т. е. устройство с описанным методом компенсации фона с точки зрения яркости изображения эквивалентно устройству с коэффициентом фона 2%. Контрастность 5 изображения в предлагаемом устройстве значительно выше, чем в устройстве без компенсации фона -с коэффициентом 2%. Если учесть, что в реальных устройствах дискретного отклонения коэффициент фона | имеет величину около 15-20%, то даже без учета фона старших порядков получается выигрыш в интенсивности выходного сигнала, а следовательно, и в яркости изображения в десятки раз.

Предмет изобретения

Устройство для дискретного отклонения оптического луча, содержащее источник поляризованного .излучения, двоичные ячейки сисполь0 зованием переключателей поляризации, четвертьволновых пластин и поляризационных дискриминаторов и компенсаторы фона, отличающееся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/помеха, в нем компенсаторы фо5 иа, возникающего во всех двоичных ячейках, кроме последней, выполнены из двулучепреломляющего элемента и четвертьволновых пластин, установленных параллельно друг другу на пути каждой из компонент поляризации светового луча и ориентированных так, что их оптические оси перпендикулярны друг другу и составляют угол 45° с направлением вектора электрической напряженности; на входе и выходе переключателя поляризации последней

двоичной ячейки установлены две асферические линзы с одинаковыми поверхностями вращения, изготовленные из одного оптического материала и образующие совместно плоскопараллельную пластину.

J

S 6

7839 fi

-Рч