Оптический аттенюатор Советский патент 1979 года по МПК G01J1/04 

I

Изобретение относится к оптическим аттенюаторам и может быть использовано в различных оптических устройствах, например в фотометрах, спектрофотометрах, для аттенюации лазерного луча, когда требуется плавное изменение светового потока в относительно узком диапазоне с высокой точностью и стабильностью, а также неизменность геометрических параметров ослабленного светового потока.

Ослаблять световой поток (как непрерьгано, так и дискретно) в широком диапазоне позволяют различные типы диафрагм, которые ограничивают световой поток, проходящий через них 1.

К недостаткам диафрагм следует отнести изменение структуры светового пучка и изменение выходящего светового потока при смещении луча и изменении плотности излучения по сечению.

Дпя аттенюации светового потока широко используются светофильтры переменной оптической плотности, оптические клинья 2. Недостатком этих устройств является прежде всего трудность изготовления светофильтров и оптических

клиньев с достаточной плавностью изменения пропускания.

Известны также устройства, в которых световой поток направляют через прозрачную ппастинку, основанные на измене1ши френелевого отражения от границы воздух- прозрачная среда при повороте пластинки 3. Эти устройства не обеспечивают неизменность геометрических параметров выходящего светового потока, что требует применения в фотометрических приборах прием НИКОВ излучения с равномерной чувствитель юстью по площади фотокатода, поскольку в противном случае изменение геометрических параметров и лучения фиксируется фотоприемником, как изменение величины светового потока.

5

Известны устройства для аттенюации светового потока, обеспечивающие неизменность геометрических параметров выходящего из аттенюатора светового потока и полную деполяризацию света, интегрирующие полости различных типов

0 и форм.

Наиболее близким к изобретению является устройство, которое включает в себя интегрирующую полость (сферу) с входным и выходным окном, поверхность которой покрыта диффузионно-рассеивающим покрытием 4. При этом выходное окно расположено таким образом, что вхощюе окно и часть поверхности, противоположная входному окну, не попадают в поле зрения, ограниченное размерами выходного окна. Однако это устройство обеспечивает лишь фиксированное ослабление светового потока и не 1юзвапяет производить плавное его изменение. Целью изобретения является осуществление гепавного, точного и стабильного изменения светового потока при неизменности его геометрических параметров. Достигается это тем, что в интегрирующей полости цилиндрической формы установлен с во можноетью возвратно-поступательного перемеще ния поршень. Поверхность поршня покрыта диф фузно-рассеивающим слоем На чертеже изображено предлагаемое устройство, одаи из вариантов. Устройство состоит из интегрирующей полости 1 цилиндрической формы, в которой имеются входаое 2 и выходное 3 окна, расположенны у одного из оснований цилиндра ортогонально друг другу. В отверстие, расположенное в центре съемного противоположного основания 4, ввинчивается микрометрический винт 5 с nopufнем 6. Поверхности 7 полости и поршня покрыты диффузионно- рассеивающим покрытием.Толщина стенки полости, в которой находится выходное окно, подобрана величины, что в выходное окно не попадает свет после первого отражения от поверхности полости. Световой поток вводится в Полость через входное окно 2 так, тао ось светового потока совпадает с осью входного окна. После многократных отражений ш законам диффузионного отражения световой поток выходит из полости через выходное окно 3„ При каждом акте отражения теряется определенная часть энергии светового потока, которая тем больше, чем мень ше отражающая способность диффузионно-рассеивающего покрьти полости, и чем больше площадь поверхности полости и площадь входного и выходного окон. Световой поток, выходящий из полости через В1Мходаое окно, пропорционален облученности той части поверхности целости, которая находится в поле зрештя, ограниченном размерами выходного окна. Этот поток является практически однородным по сечению выходаого окна, причем, одюродность существенно не нарушается прк изменении площади даверхности полости, когда изменяется ее облученность. Световой поток, аыходящий из полости через выходное окно, {зменяют, вращая микрометрический винт 5, перемещая таким образом гюршень 6 8 полости и, изменяя следовательно. площадь ее поверхности. Ьеличина и геометрические параметры выходящего из полости светового потока практически не изменяются при изменении распределения miotHocTH излучения входящего в полость светового потока и смещения этого потока в пределах входного окна, что и обеспечивает высокую стабильность аттенюатора. Точность и плавность изменения светового потока тем больще, чем выще отражающая способность диффузионно-рассеивающего покрытия и Чем больше, плавность изменения площади поверхности полости. Эффективность устройства заключается в следующем. Применение интегрируинцей полости с изменяемой площадью поверхности позволяет осуществить высокостабильное, точное и . плавное изменение светового потока в относительно узком диапазоне. Аттенюатор обеспечивает неизменность геометрических параметров выходящего из устройства светового потока и полную деполяризацию света. Предложекиый аттенюатор может найти применение прежде всего в различных фотометрических устройствах, в частности, в устройствах для измереш я поглощения в высокопрозрачных средах, для плавной аттенюации мощного, например, лазерного излучения с целью обеспечения работы фотоприемника в номинальном режиме. Изготовленный опытный образец позволяет изменять интенсивность светового потока с точностью 0,05% в диапазоне 20%, что не является пределом.. Формула изобретения Оптичесю1Й аттенюатор, содержащий покрытую даффузионно-рассеивающим слоем интегрирующую полость с входным и выходнь1м окнами, геометрические оси симметрии которых ортогональны, а поля зрения, ограниченные разл ерами этих окон, не пересекаются, отличающийся тем, что, с целью плавного, точного и стабильного изменения светового потока при неизменности его геометрических параметров, в интегрирующей полости цилиндрической формы установлен с возможностью возвратно-поступатель; ного перемещения поршень, покрытый диффузионно-рассеивающим слоем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1/Ильин Р. С. и др. Лабораторные оптические приборы. Диафрагмы- М: 1966, с. 270-276. 2.Ильин Р. С. и др. Лабораторные оптические приборы. Светофильтры-М: 1966, с. 270-276. 3.Ильин Р. С. и др. Лабораторные оптические приборы. Прозрачные пластинки-М: 1966, с. 270-276. 4.Appol. Opt.. 14, № 7, 1649-1651, 1975.