ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЙ СКАНЕР ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН Советский патент 1973 года по МПК H01Q3/00 

1

Изобретение относится к области радиоте.хники инфракрасного и оптического диапазонов БОЛИ, в частности, к антеннам с электрическим сканированием луча.

Известны антенны с электрическим сканированием луча, работающие -в диапазоне СВЧ, наиример диэлектрические антенны, выполненные Б виде многоэлементной системы из диэлектрических стержней, возбуждаемых коаксиальной или волноводиой линией, с фазовращающими элементами. Однако при переходе к более коротким длинам волн изготовление подобных конструкций вызывает значительные технические трудности или становится вообще невозможным.

Цель - обеспечить качаиие луча в заданном секторе.

Это достигается тем, что сканер вып.лнсп в виде веретенообразиого тела вращения из оптического стекла с углами при вершинах порядка 20°, на образующие которого нанесены равномерно по периметру поперечного сочения п оптических одномодовых волноводов, где П---2, 4, 6 .., причем фазосдвигающие элементы, включенные в каждый из волноводов, выполнены в виде онтических активных вставок, например электрически .управляемых моиокристаллов.

На чертеже представлено устройство электрически управляемого сканера оптического

диапазона, состоящее из тела / вращения веретенообразной , выиолненного из оитич.еского стекла, по образующим которого од.ним из известных способов нанесены диэлектрические волноводы 2 с показателем преломления, отличающимся от иоказателя преломления тела /, образующие на его вершинах многоканальные делители 3 (разветвители), плавно переходящие один в другой. Разветвители предстаплягат собой оптпческие одиомодовые волноводные линии иередачи электромагнитных колебаний, равномерно расположенные по периметру поперечного сечения тела вращения, которое в свою очередь иокрыто

наружным слоем 4 оптического стекла, одновременно выполняющим защитные функцин. Радиус кривизны R ио «экватору тела вращения выбирается на изгибах для исключения иотерь и взаимного влияния соседннх волповодов и составляет доли сантиметра. Для размеидения в «питающем разветвптеле фазоуправляющих элементов 5, выполненных в виде, например, электрнческп управляемых монокристаллнческнх вставок из КНаРОл или

СаСОз, в теле вращения сделан разрез, нормальный к.его оси с последующей полировкой торцов и их просветлением. Отсутствие «мнимых плеч в разветвителях и срыва энергии через них обеспечивается выдерживанием угла ;при верщинах тела вращення в нределах 18-20° и выполнением конического неоднородного перехода 6 длиной л-10, образующимся при соединении плачей многоканальных разветвителей. Работает предлагаемый оптический сканер следующим образом. При подаче электромагнитной энергии на вход последняя, разветвляясь в многоканальном разветвителе, пступает в фазосдвигающие вставки, работающие от программного коммутатора, и получает необходимый фазовый сдвиг. При сложении двух когерентных волн с квазиоптическим фронтом, имеющих пространственный сдвиг по фазе (Принудительный, изменяемый во времени по заданному закону), образуется суммарная волна, также с квазиплоским волновым фронтом, повернутым в -пространстве на заданный угол, являющийся функцией от первоначального фазового сдвига слагаемых волн. Каждая пара слагаемых когерентных волн должна обеспечить угол качания суммарного луча в заданном спектре пространства. Дополнительные ограничения на величину сектора сканирования налагают требавания по допустимой степени искажения диаграммы излучения. Режим работы коммутатора обеспечивает возможность сканирования луча в нужной плоскости, а также и в необходимом телесном угле. Предмет изобретения Электрически управляемый сканер оптического диапазона волн, содержащий многоволноводную систему с фазосдвигающими элементами, отличающийся тем, что, с целью обеспечения качания луча -в заданном секторе пространства, сканер выполнен в виде веретенообразного тела вращения из оптического стекла с углами при вершинах порядка 20°, на образующие -которого нанесены равномерно по периметру поперечного сечения я оптических одномодовых волноводов, где /г 2, 4, 6 .., причем фазосдвнгающие элементы, включенные в каждый из волноводов, выполнены в виде оптических активных вставок, например электрически управляемых монокристаллов.