ОТРАЖАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1972 года по МПК G02B5/04 

Известны отражательные устройства из прозрачного монолитного блока, содержащие три отражающие грани, расположенные под углом полного Внутреннег.о отражения по отношению к падающему на них с внутренней стороны лучу.

Г1редл.агаемое устройство выполнено в виде трехграиной пирамиды, две грани которой наклонены под углом 45° ±5 к основанию, а третья грань ему перпендикулярна и параллельна падающему на основание пучку лучей линейно поляризованного света, что позволяет осуществить поворот плоскости поляризации падающего на устройство линейно,-поляризованного света на Уи° при одновременном смещении и изменений направления распространения его на 180°.

На фиг. 1 показаны сечения трехгранной пирамиды; на фиг. 2 - общий вид отражательного устройства и ход лучей.

ОтражательнОе устройство представляет собой трехгранную пирамиду. В основании пирамиды АВС лежит прямоугольный равнобедренный треугольник ABC (Z-Л - прямой). 1рани SAB и, SAC равны между собой и наклонены под углом 45° ±5 к основанию пирамиды. Грань SBC Я1вляется равно-бедренным треугольником (SB SC) и составляет угол 90° с основанием (Z-SDA - прямой).

Высота пирамиды в два раза менвще катета основания.

Сечение пирамиды производится следующим образом. Вершина S отсекается плосКОСТЬЮ, параллельной основанию, в результате чего Образуется усеченная пирамида ABC А В С . Затем вершины В -к. С отсекаются двумя параллельными плоскостями, которые перпендикулярны основанию пирамиды и ее грани SBC. Вершина Л отсекается плоскостью, перпендикулярной основанию пирамиды и параллельной SBC.

Таким образом входная грань 1 (фиг. 2) отражательного устройства является основапием пирамиды (треугольник ABC на фиг. 1), а его отражающие грани 2, 3 vi 4 являются соответственно гранями пирамиды (А5ЛС, А5БС, ASBA}.

Размер отражательного устройства определяется диаметром падающего светового пучка d, величиной необходимого смещения луча и описываются следуюп1,ими выражениями:

L d(), Я -|-( + 2), Предлагаемое отражательное устройство характеризуется пространственным ходом осевого луча. Луч, падающий нормально на основание 1 (фиг. 2), попадает под углом 45° на отражающую грань 2 и испытывает на ней полное внутреннее отражение, отражаясь в на1правлении грани 3. Угол падения луча на эту грань также равен 45°, и луч, отражаясь в направлении грани 4, испытывает полное внутреннее отражение. Затем луч, падающий на грань 4 также под углом 45°, испытывая полное внутреннее отражение на этой грани, выходит наружу. Ход луча показан на фиг. 2 ломаной линией аа. Таким образом луч испытывает последовательно три полных внутренних отражения на гранях 2, 3 и 4, так как углы падения на- эти отражающие грани равны 45° каждый, что больще предельного угла полного внутреннего отражения, определяемого выражением sln 7 , где п - коэф|фициент преломления оптического .материала, f - угол падения луча. Для луча, 1ПОляризованнО|Г10 в ллоскости падения на грани 2 (4) или перпендикулярно этой плоскости, после трех полных внутренних отражений от граней 2, 3 Vi 4 прн йььходе его в обратном направлении получается поворот плоокостн поляризации на 90°. Такое действие отражательного устройства определяется соответствующим наклоном граней 2, 5 и 4 друг ,к друг}, вследствие чего отражение луча происходит в различных взаимно перпендикулярных плоскостях. В основе такого действия отражательного устройства лежит следующее физическое явление. При отражении света, поляризованног го в плоскости падения, вектор поляризации отраженного луча и вектор поляризации падающего луча лежат в одной плоскости, а при отражении луча, поляризованного перпендикулярно плоскости падения, вектор поляризации отраженного луча остается перпендикулярны.м этой плоскости. В обоих этих случаях при отражении не происходит изменения фазы. Пусть падающий на грань 2 луч поляризован в плоскости падения. Так как плоскость падения на грань 3 перпендикулярна плоскости падения на грань 2, то для грани 3 луч оказывается поляризованным перпендикулярно плоскости падения на эту .грань. Для грани 4 луч, отраженный от грани 3, вследствие перпендикулярности плоскостей падения луча на эти грани, аказывается поляризованным в плоскости падения на эту грань. Таким Oi6paзом векторы поляризации падающего на устройство и выходящего из «его лучей оказываются взаимно перпендикулярными. Аналогичное действие оказывает отражательное устройство при поляр.изации падающего на него луча перпендикулярной плоскости иадения. Вышедщий из устройства луч распространяется в обратном направлении параллельно падающему лучу. На фиг. 2 стрелками указан Происходящий при этом поворот изображения. Отражательное устройства обладает достаточно щирокой спектральной полосой пропускания и в зависимости от спектральной области излучения его изготавливают из оптически неактивных материало1В. Предм.ет изобретения Отражательное устройство из прозрачного монолитного блока, содержа,щее три отр.ажающие грани, расположенные под углом полного внутреннего отражения по отношению к падающему на них с внутренней стороны лучу, отличающееся тем, что, с целью поворота плоскости поляризации падающего на устройство линейно поляризованного света на 90° при одновременном смещении и изменении напрдвления распространения его на 180°, оно выполнено в виде трехгранной пирамиды, две грани которой наклонены под углом 45° ±5 к основанию, а третья грань ему перпендикулярна и параллельна падающему на основание пучку лучей линейно поляризованного света.

Фаг (

Фиг.2