Управляемый светофильтр для оптической системы с объективом Советский патент 1980 года по МПК G02B5/30 

Изобретение относится к оптичес кому приборостроению и может быть использовано в астрономических при борах для наблюдения объектов с рез ко различающейся светимостью и в различных системах космической нави гации и ориентации. Известны управляемые светофильтры поляризационного типа, в которых регулировка степени ослабления падающего светового потока осуществляется с помощью поворота одного поляризационного элемента относител но другого 1. Недостатком такого устройства ив ляется одинаковая степень ослабления падающего потока по всему полю зрения устройства, в котором исполь зуется этот светофильтр. Наиболее близким к изобретению является управляемый светофильтр, состоящий из двух поляризаторов, заключенной между ними светомодулирующей среды и прозрачных электродов 2 . Недостатком этого светофильтра является невозможность наблюдения через него одновременно объектов с резко различающейся светимостью. Цель изобретения - осуществление возможности одновременного наблюдения объектов с резко различающейся светимостью. Поставленная цель достигается тем, что в управляемый светофильтр для оптической системы с объективом, введен прозрачный фотокатод, а светомодулирующая среда, поляризатор и фотокатод расположены последовательно между прозрачными электродами . На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного управляемого светофильтра; на фиг. 2 характеристика светопропускания устройства. Управляемый светофильтр содержит поляризатор 1, прозрачный электрод 2, светомодулирующую среду 3, поляризатор 4, прозрачный фотокатод 5, прозрачный электрод 6, потенциометр 7. Поляризаторы 1 и 4 имеют параллельные плоскости поляризации.Между поляризаторами помещена светомодулирующая среда 3, на одну поверхность которой нанесен прозрачный электрод 2, на него подается

положительный потенциал через потенциометр 7. В контакте с поляризатором 4 находится прозрачный фотокатод 5, на который подается отрицательный потенциал.

Прозрачный электрод б, на который подается положительный потенциал, находится на некотором расстоянии от фотокатода 5 и служит для оттягивания электронов,.эмитированных с поверхности фотокатода. В качестве светомодулйрующей среды может быть использован электрооптический кристалл, например , Oa,,Bi,5i и др.

Устройство работает следующим образом.

Лучи света от объекта наблюдения проходят сквозь поляризатор 1,прозрачный электрод 2, светомодулирующую среду 3, поляризатор 4 и попадают на прозрачный фотокатод 5. Для большей эффектив-ности использования светофильтра его устанавливают в оптической системе за объективом, формрующим изображение объекта наблюдения на прозрачном фотокатоде. Из каждой точки фотокатода под действием энергии световых лучей за счет внешнего фотоэффекта эмитируются электроны. Плотность потока электронов, выходящих из данной точк фотокатода, соответствует плотности лучей, проходящих через эту точку фотокатода. Вследствие этого над поверхностью фотокатода образуется электронное изображение - копия объета наблюдения. Под действием электрического поля эмитированные с поверхности фотокатода электроны переносятся к прозрачному электроду б, а световьте лучи, пройдя фотокатод и прозрачный электрод, в конечном итоге подают в глаз наблюдателя или на фотопластинку.

В отсутствие эмиссии электронов с фотокатода 5 прозрачность светофильтра максимальна и равномерна по всему полю зрения. При наличии эмиссии на фотокатоде между прозрачным электродом 2 и фотокатодом 5 возникает дополнительное электрическое поле, напряженность которого зависит от количества эмитированных электронов. Возникающее электрическое поле приводит к сдвигу фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами света, распространяющимися в электрооптическом кристалле.Сдвиг фаз приводит к изменению плоскости поляризации луча, выходящего из кристалла, и как следствие, приводит к ослаблению интенсивности светового луча на выходе поляризатора 4, Пока в поле зрения оптической системы с объективом отсутствуют объекты с повышенной яркостью (солнце и т.д.).

;эмиссия Jлeктpoнoв с фотокатода срав нительно невелика,невелика и напряженность электрического поля.Ослабление светового потока светофильтром в этом случае незначительно ввиду нелинейного характера светопропуекающей характеристики. На фиг. 2 приведена характеристика светопропускания управляемого светофильтра, где ,3о интенсивность светового потока на входной поверхности светомодулйрующей среды, 3 - интенсивность светового потока на выходе из поляризатора 4, Е - напряженность электрического поля между электродом 2 и фотокатодом 5.

5 Возникновение в какой-то точке поля зрения прибора объекта с высокой светимостью приводит к повышению эмиссии электронов с сопряженной точки фотокатода, что приводит к

0 резкому возрастанию напряженности электрического поля внутри светомодулйрующей среды и, как следствие, к резкому снижению пропускания света в этой точке. Так как время

5 срабатывания светомодулйрующей среды составляет около с, то .практически исключена возможность ослепления наблюдателя.

Потенциометр 7 служит для устаD новки начальной напряженности электрического поля и регулирования степени ослабления интенсивности излучения от яркосветящихся объектов.

Использование управляемого светофильтра указанной конструкции в

оАтических системах с объективом позволяет вести наблюдения одновременно за объектами с резко различающейся светимостью, автоматически исклю0 при этом возможность ослепления наблюдателя.

Формула изобретения

Управляемый светофильтр для оптической системы с объективом, состоящий из двух поляризаторов, заключенной между ними светомодулйрующей среды и прозрачных электродов, отличающийся тем, что, с целью наблюдения объектов с резко различающейся светимостью, в него введен прозрачный фотокатод, а светомодулирующая среда, поляризатор и фотокатод расположены последовательно между прозрачными электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2423321, кл.350159, опублик. 1947.

2.Авторское свидетельство СССР W 176489, кл. G 02 В 5/30, 1963

(прототип).

2 J «5