Модулятор лучистого потока Советский патент 1980 года по МПК G01J3/08 

1

Изобретение ОТНОСИТСЯ к рптическому приборостроению, а более конкретно-к устройствам, предназначенньш . для изменения интенсивности лучистого потока и может найти применение в 5 приборах, регистрирующих оптические сигналы, например в радиометрах.

Известны растровые анализаторы различных типов, в частности концентрические и эксцентрические 1.

В тех случаях, когда анализаторы используются только для изменения интенсивности потока, например, для переноса спектра сигналов с целью уменьшения влияния токового шума в 15 приёмниках и усилителях, их называют модуляторами. .

Наиболее близким техническим реше- нием является модулятор, содержащий объектив, два приемника и растр, положенный между ними под углом к оптической оси и имеющий ось вращения 12.

К его недостаткам следует отнести большой диаметр, сравнительно малое 25 быстродействие и высокие требования к точности его изготовления. Эти тре-. бования вытекают из необходимости соблюдения идентичности фор и оптических свойств всех секторов растра

и его посадки на ось во избежание паразитной модуляции.

Целью изобретения является увеличение быстродействия модулятора с эксцентрично расположенным растром.

Это достигается благодаря тому, что параллельно поверхности растра установлен по меньшей мере один дополнительный растр и два зеркалу по обе стороны относительно.первого растра.

Вариант модулятора снабжен четырьмя дополнительными растрами, из которых два установлены между первым растром и зеркалами, а третий - между первым и вторым растрами.

На фиг. 1 изображена схема модулятора с двумя растрами и зеркалами, расположенными между ними; на фиг. 2- эпюры изменения интенсивности потоков; на фиг. 3 - схема модулятора с дополнительными растрами.

Модулятор содержит растр 1, имеющий ось вращения, дополнительный растг 2, зеркала. 3 и 4, объектив 5, а также приемники б и 7. В другом варианте модулятора (фиг. 3) имеются, кроме того зеркала 8, 9 и 10.

Устройство работает следующим образом. Поток Ф доходит до растра 1 и рас щепляется ИМ на потоки Ф1 (прошедший чёрёз прбзрачные сектора растра) и Ф .(отраженный зеркальным покрытием непрозрачных секторов). Поток Ф , отра зившись от зеркала 3, падает на растр 2, который р асщепляет его на потоки -Ф, (отраженный). и ф (прошедший). Поток ф расщепляется на потоки Ф и Ф , Потоки Ф( и Ф;. попадают на приемник 7, а Ф и Ф на приемник 6, т.е . всегда имеют место равенства Ф. Ф + . При противофазном положении.растров (непрозрачные сектора - против прозрачных) поток Ф, 0,5ф полностью отражается а Ф 0,5Ф - проходит на приемник 7 т. е. 0; Ф 0; Ф + Фг Ф, + + Ф. При синфазном положении растрбв поток Фг полностью отражается на приемник б, а Ф| - проходит через прозрачные сектора и также попадает на приемник 6, т. е. Ф/ О, ф О, Ф + фГ Фг. -t Ф Ф- При всёхпроме5 уточных взаимных положен и йх райтров поток Перераспределяется наприёмники в соответствии с эпюрами на фиг. 2. Начало отсчета ца эпюрах соответствует синфазному положению растров 1 и 2. При повороте растра на угол с/. 180 /р, где р - число пар одноименных секторов, (период раст ра) , растры займут противофазное положение. В устройстве по схеме на фиг. 3 ис пользуется дополнительные растры 8, 9 -и 10. Растры 8 и 9 устанавливаются синфазно (фаза А), а растры 10 и 2 синфазно относительно друг друга и противофазно относительно первых двух (фаза в). ВЬзМожнйй другие варианты фазйровки растров. Как и в предыдущей схеме, растр 1.расщепляет поток Ф на Ф и Фь. Растр 8 расщепляет поток Ф, на Ф, и , а растр 10 - поток Ф на потоки Фг и Ф . При синфазном положении растра 1 относительно растра 2 (фаза в) движение потоков происходит следующим образом. Поток Фг. про 1 «эдит через прозрачные сектора растра 1, отражается от непрозрачных секторов растра 8 (Ф/ О, Ф Ф, ) и pacTipa 9, после чего попадает на приемник 6. Поток Фг отражается от растра 10 (Ф О, Ф Ф,), проходит чёрёэ прозрачные сектора растра 9 и попадает на приемник б. В сумме на приемник б приходит поток Фу + Ф. Ф При положении растра 1 в фазе А поток ф йрбхЬЙит растр 8, отражается от зеркала 4, растра 2 и попадает на при емник 7. Поток Фа проходит через растр 8, отражается от зеркала 3, проходит растр 10 и попадает на приемник 7, В этом случае Ф ф) О, Фг i i Ф-1; Фу + Фл. Ф. При всех промежуточных положениях растров изменение интенсивности соответствует эпюрам на фиг. 2. Наличие дополнительных растров и плоских зеркал позволяет использовать растры с произвольным числом секторов, При этом диаметр растра не зависит от числа секторов и выбирается исходя из конструктивных и технологических возможностей . Частота модуляции определяется формулой где р - скорость вращения растра(об/мин); р - число одноименных секторов растра; о( - угловой размер сектора (град). При п 12000, о( З, d 50 мм (d - диаметр зрачка объектива) частота модуляции: f МАЗоо- 12 кГц Значение диаметра можно выбрать из соотношения D (3-rS}d (150-f250)MM Чтобы получить ту же частоту модуляции в прототипе необходим растр диаметромп - d ,j JO Si-nVz- 6,02. 19бОлллл, т. е. в 39 раз больше. Растр такого размера нереален. Формула изобретения 1.Модулятор лучистого потока, содержащий объектив, два приемника и растр, расположенный между ними под углом к оптической оси и имеющий ось вращения, отличающийся тем, что, целью увеличения быстродействия параллельно поверхности растра в нём установлен по крайней мере один дополнительный растр и два зеркала по обе стороны относительно первого растра., 2.Модулятор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с и тем, что он снабжен четырьмя дополнительными растрами, из которых два установлены между первым растром и зеркалами, а третий - между первым и вторым растрами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мирошников М. М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л./ Машиностроение, 1977-, с. 133134. 2.Авторское свидетельство СССР № 565409, кл. Н 04 N 5/33, опублик. 1973.