Электрооптическая линза Советский патент 1978 года по МПК G02F1/29 G02B3/14 

электрода 3. На электрод 3 последовательно IKHKсены Прозрачный изолирующий слой 5 со скво HbiM окном 6, расположенным в центре кольца 4, и низкоомный прозрачный электрод 7. На электрод 3 подается управляющее напржение от источника 8 через регулировочное сопротивле1ше 9, переключатель 10, электрод 7, окно 6 и кольцо 4. Электрод 2 Также соединен с источником шпряжения Ось X - направление распространения оптического луча. . Градиент показателя преломления (п) в преломляющей среде линзы в плоскости, перпендику лярной оси X, в радиальном направлении от окна 6 создается подачей управляющего электрического напряжения U от источника 8 на высокоомный электрод 3. При этом электрод 2 соединен с электродом 3 через сопротивление 9 и кольца 4 или через сопротивле1ше 9, электрод 7 и окно 6. По электроду 3 между кольцом 4 и пятном у ок на 6 протекает ток J, определяемьш величинами U и сопротивлеш1ем злект Х)да 3. -d где А - радиус кольцевого контакта 4; d - толвдша з/юктрода 3; р - удельное )тивле1ше электрода (размером окна 6 пренебречь). 1 спределекие электрического напряжения в радиальном направлении вдоль электрода 3 определяется выражением . u a-fi-d-yo-T где и - электрический потешщал, соответствуюпщй значению радиальной координаты; R - радиальная коорд1шата. Эквипотенциальные лишш - концентрические окружности вокруг центра окна 6. Поскольку электрюд 2 соединен с кольцом 4 или окном 6 в пластине 1 вдоль оси X существует электрическое поле В, Е g где Е - толщина пластины 1. За счет линейного злектрооптического эффек та в пластине I в направлешш оси X под действи ем ЕХ возбуждается приращение показателя преломления d-/y о .Т где ДпхД - приращение п, соответствующее радиальной координате, В - постоянная, определяемая величиной п и линейным электрооптическим коэффициентом. Таким обртзом в радиальном нанравле1ши от оптической оси линзы коэ(|)фициент преломления .п преломляющей среды меняется пропорционально квадрату радиальной координаты. Если градиент п направлен к оптитеской оси, лимза - собирающая, если градиент направлен от оптической оси - рассеивающая. Изменяя и и веяичину регулировочного сопротивления 9 можно менять величину градиента п, т.е. перестраивать фокусное расстояние F ЛШ13Ы. Исходя из принципа Ферма и классической формулы линзы величина F с известной степенью точности определится выражением Т : Конструкция описангюй линзы проста, поскольку она состоит из простейпкй по форме плоской однородной пластины и однородных слоев. Толщина линзы фактически задается толщиной электрооптической пластины, которая выбирается из требований определенного F и возможного значения ArixR - величина Вии. Так, для F 50 см, R 1 см, при величина р-°1 мм, т.е. достаточно мала. Управление фокусным расстоянием линзы несложно, так как требует липа изменения величины и и peiynHpOBOHHoro сопротивления. Возможно изменять F от величины, практически равной бесконечности (), до величин порядка 1 см ), если взять достаточно толстую электрооптическую пластину или использовать набор тонких пластин. Для управления линзой нужно только электрическое поле, поэтому можно увеличить р высокоомного слоя и существенно ашзить величину J. Используя в качестве электрооптической среды сегнетоэлектрик с остаточной поляризацией, можно управлять не постоянным электрическим напряжением, а импульсным. В результате этого управляющая мощность уменьП.ШТСЯ в еще большей степени. Время перестроения F определяется временами релаксации п и заряда конденсатора, которьп представляет из себя описанная линза, и может быть меньню 1 мкс. Условие пропорциональности Дп квадрату радиальной координаты R ддя всех значений R является и условием отсутствия геометрических аберраций по всей апертуре линзы. В отличие от этого, например, для сферических линз аналогичное условие вьшолняется лищь вблизи оптической оси (параксиальное приближе1ше). Применение описанной линзы даст следующий положительный эффект: упрощение конструкции и уменьщение габаритов линз с управляемым фокусным расстоянием; упрощение управления в пшроком диапазоне фокусных расстояний; снижение мощности управления; увеличение скорости перестройки фокушого расстояния; устранение геометрических аберрацией. Формула изобретения 1. Электрооптнческая линза, содержащая пластину, в которой под действием электрического поля наводится градиент показателя л;нломле1гия, и

прозрачные электроды, один из которых - высокоомный. снабжен контактными площадками, о т личающаяся тем, что, с целыо обеслечешм фокусирования оптического луча, перестройки фокусюго расстояния и устранения геометрических 5 аберраций, на высокоомном электроде последовательно размешены прозрачньш изолирующий спой с

круглым сквозным окном и низкоомный прозрачный здектрод.

2. Лииза по П.1, отличающаяся тем, что контактные площадки вьшолиены в виде кольца, охватывающего края высокоомного электрода, а окно в изолирующем слое расположено в центре контактного кольца.