Г I ВСЕСОЮЗНАЯ I 'fV;V,-Ff;- ;^,-ry.,-'-:r-r:--;,^f Советский патент 1973 года по МПК H04N3/02 

1

Изобретение относится к оптико-электроиике.

Известно безвакуумное оптическое развертывающее устройство, содержащее последовательно расположенные на оптической оси три взаимно скрещенных линейных поляризатора, между которыми размещены кристаллические фазовые пластины с управляемым набегом фазы.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве в качестве кристаллических фазовых пластин используются плоскопараллельные прямоугольные фотоупругие пластины с укрепленными на их противоположных концах возбудителями и поглотителями коротких импульсов плоских ультразвуковых волн. Пластины ориентированы таким образом, чтобы возбуждаемые в них упругие волны распространялись во взаимно перпендикулярных направлениях под ymOiM 45° к осям поляризаторов - при продольных волнах или параллельно осям поляризаторов - при поперечных волнах.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Между тремя одинаковыми линейными поляризаторами 1-3, установленными один за другим вдоль оси устройства, расположены

две одинаковые прямоугольные плоскопараллельные фотоупругие пластины 4 и 5.

Поляризаторы и пластины быть как можно ближе друг к другу для укорочения оптического отверстия, создаваемого ими в процессе работы.

Плоскости пропускания (оси) крайних поляризаторов взаимно параллельны и установлены перпендикулярно оси среднего поляризатора.

На каждой из пластин 4 и 5 укреплен с одной стороны пьезоэлектрический возбудитель 6 с металлическими электродами 7 и S, а с противоположной - поглотитель 9. Кроме того, в устройство входит генератор пар коротких видео- или радиоимпульсов с циклически изменяющейся относительной задержкой между импульсами каждой пары (на чертеже не показан). Один из импульсов каждой

пары подается на электроды 7 и S пластины 4, а другой - на электроды 7 и S пластины 5. Этот генератор вырабатывает строчные импульсы. Продольные оси пластин 4 и 5, перпендикулярные граням, на которых укреплены возбудитель 6 и поглотитель 9, должны быть установлены взаимно перпендикулярно. В случае возбуждения в пластинах продольных упругих волн их продольные оси должны составлять угол 45° с осями поляризаторов 1-3, а

при поперечных упругих волнах - углы О и 90° соответственно.

При отсутствии в пластинах механических напряжений предлагаемое устройство практически полностью задерживает параллельный пучок света, падающий на него со стороны поляризатора / или 5 перпендикулярно плоскости этого поляризатора, поскольку поляризаторы 1 и 2, а также 2 и 3 взаимно скрещены.

При подаче от генератора строчной развертки на электроды 7 и S пластин 4 и 5 короткого видео- или радиоимпульса в этих пластинах возбуждается короткая плоская волна упругих механических колебаний, которая распространяется со скоростью звука вдоль пластины от возбудителя 6 к поглотителю 9, где она.затухает без отражений. Под действием механических напряжений, связанных с распространяющейся упругой волной, в пластинах 4 i 5 возникает пьезоонтический (фотоупругий) эффект, который проявляется в том, что в области механического напряжения нластина становится о птически анизотропной, причем величина двойного преломления лучей пропорциональна амплитуде напряжения, нанравление оси двупреломления совпадает с направлением этого напряжения. Поэтому при возбуждении в пластинах имнульса упругих колебаний, например, продольных, в каждой из них образуется узкая плоская двупреломляющая полоска, бегущая со скоростью звука от возбудителя 6 к поглотителю 9, причем величина двупреломления в пределах этой полоски распределена в соответствии с распределением механического нанряжения в бегущем акустическом импульсе, т. е. в соответствии с формой этого импульса, а оптическая ось двупреломления внутри этой полоски совпадает с направлением ее движения, т. е. с продольными осями пластин 4 н 5, которые, как было указано выше, взаимно перпендикулярны и установлены под углом 45° к осям поляризатора 1-3. В случае использовання упругих поперечных колебаний оси двупреломления в пластинах 4 и 5 составляют угол 45° с направлением распространения волны, и поэтому взаимно перпендикулярные продольные оси пластин должны быть параллельны осям поляризаторов.

Таким образом, при подаче на электроды 7 и 8 пластин 4 и 5 короткого электрического импульса между поляризаторами 1 Е 2, а также между ноляризаторами 2 и 3 появляются две взаимно перпендикулярные плоские двупреломляющие полоски с осями двупреломления, расположенными под углом 45° к осям поляризаторов, бегущие во взаимно перпендикулярных направлениях.

Как известно, установленная между скрещенными поляризаторами полуволновая фазовая пластинка, ось которой составляет с осями поляризаторов угол 45°, поворачивает плоскость поляризации проходящего через нее света на 90° и тем самым обеспечивает

максимальное пропускание света скрещенными поляризаторами.

Поэтому, если толщина пластин 4 и 5 и величина двунреломления, создаваемого в них бегущим импульсом механического напряжения, таковы, что разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами света, проходящими через двупреломляющую область пластинки, равна или кратна нечетное

число раз половине длины волны света, то в этой области каждая из пластин эквивалентна полуволновой фазовой пластинке, обеснечивая тем самым максимальное пропускание скрещенными нарами поляризаторов 1, 2 и 2,

3 света с данной длиной волны.

Бегущее оптическое отверстие в предлагаемом устройстве получается в точке видимого пересечения бегущих в пластинах 4 и 5 плоских взаимно перпендикулярных полосок

прозрачности, играющих роль оптических щелей, так как через поляризаторы 2 и 3 свет проходит только в той части полоски прозрачности пластины 5, которая пересекается с перпендикулярным ей плоским пучком света,

прошедшим через полоску прозрачности пластины 4.

При каждом импульсном возбуждении пластин 4 и 5 это бегущее оптическое отверстие совершает развертку одной строки развертываемого изобрал :ения, которое проецируется на предлагаемое устройство объективом в виде параллельного пучка света. Для перехода от одной строки к другой моменты возбуждения пластины 5 должны смещаться относительно моментов возбуждения пластины 4 на время

д , А М ,

V

где h - расстояние строками развертки;V - скорость распространения звука в

пластинах.

В соответствии с этим генератор строчных импульсов должен вырабатывать пары импульсов с циклически изменяющейся от кадра к кадру относительной задержкой между импульсами на Д при каждом переходе от одной строки к другой.

Длительность ультразвуковых импульсов, излучаемых пьезоэлектрическими преобразователями в пластинах 4 и 5, определяется требуемой разрешающей способностью развертки, т. е. необходимым диаметром бегущего онтического отверстия.

Бегущее оптическое отверстие диаметром а получается при длительности импульса механического напряжения в пластинах 4 и 5

Предмет изобретения

Безвакуумное оптическое развертывающее 65 устройство, содержащее три последовательно

расположенных на оптической оси взаимно скрещенных линейных поляризаторов, между которыми размещены кристаллические фазовые пластины с управляемым набегом фазы, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в качестве кристаллических фазовых пластин используются плоскопараллельные прямоугольные фотоупругие пластины с укрепленными на их противоположных концах возбудителями и поглотителями коротких импульсов плоских ультразвуковых волн, при этом пластины ориентированы таким образом, чтобы возбуждаемые в них упругие волны распространялись во взаимно перпендикулярных направлениях под углом 45° к осям поляризаторов - при продольных волнах или параллельно осям поляризаторов - при поперечных волнах.

7 8