Способ изменения фокусного расстояния оптической системы Советский патент 1981 года по МПК G02F1/29 

Изобретение относится к оптике, Ё частности к способам изменения фокус ного расстояния оптических систем. Известен способ изменения фокусного расстояния оптических систем, в котором градиент показателя преломления создается внешним магнитным полем, путем изменения нгшряженности магнитного поля 11 . К его недостаткам можно отнести необходимость создания магнитных полей сложной конфигурации и больших напряженностей магнитного поля, что приводит к усложнению конструкции эл ктромагнита, источника питания и охлаждающих устройств, а также имеет большие потери интенсивности луча при его управлении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изменения фокусного расстояния оптической системы путем наложения на полупроводниковую пластинку продольного электрического поля Г2. К его недостаткам можно отнести низкую точность фокусировки, Цель изобретения - повышение .точ ности фокусировки. Поставленная цель достигается тем, что вспособе изменения фокусного расстояния оптической системы путем наложения на полупроводниковую пластинку продольного электрического поля, полупроводниковую пластинку помещают в поперечное неоднородное магнитное поле с поперечным градиентом силовых линий перпендикулярно его силовым линиям, причем световой луч направляют перпендикулярно направлению градиента силовых линий магнитного поля. На фиг. 1 изображена электрооптическая система, реализующая способ на фиг. 2 - изменение градиента магнитного поля по оси V и распределение концентрации носителей тока по сечению 0 в градиентом магнитном поле; на фиг. 3 - зависимость фокусного расстояния системы от величины электрического поля. , Оптическая система (фиг. 1) состоит из плоскопараллельной пластины 1, выполненной из прлупроводникового материала, например de , с двумя оммическими контактами 2, расположенными по периметру, помещенной в магнитное поле магнита 3.

Сущность данного метода заключается в следукяцем.

Полупроводниковую пластинку 1 с собственной проводимостью помещают в градиентное магнитное поле постоянного магнита с поперечным градиентом силовых магнитных линий и постоянное электрическое перпендикулярное магнитному. Тогда при одном направлении электрического поля в кристалле под действием силы Лоренца возникает поток носителей заряда по направлению совпадающий с направлением силы Лоренца, а при изменении направления электрического поля на противоположное , сила Лоренца меняет свой знак на противоположный и соответственно меняется направление движения потока носителей заряда. Вследствие зависимости силы Лоренца от координаты Y (кривая 3 фиг., 2) и, наличия на гранях кристалла скорости поверхностной рекомбинации, в первом случае проводимость полупроводниковой пластины увеличится (кривая 1 фиг. 2) режим обогащения, а во втором - уменшится (кривая 2 фиг. 2) режим обеднения.

В результате перераспределения электронно-дырочных пар по толщине кристалла возникает градиент их концентраций, направленный к центру криталла при его обогащении или к боковым поверхностям при истощении.

Изменение концентрации свободных носителей заряда влечет за собой изменение показателя преломления, т.е. к возникновению градиента показателя преломления противоположно направленного по сравнению с градиентом концентрации свободных носителей заряда.

При пропускании слабопоглощаемого электромагнитного излучения, т.е. такого излучения, энергия кванта которого меньше ширины запрещенной зоны полупроводника, в направлении OY лучи отклоняются в направлении роста градиента показателя преломления и, таким образом, фокусируются (при истощении) или рассеиваются (при обогащении) .

Способ реализуется следующим образом.

Пластина 1 выполнена из чистого германия.

ЕХ 12 мм,Размеры кристалла:

В 8 мм/ е 4 мм. Равновесная

концентрация электронов и дырок п. 3-10 смТемпература окружающей среды Т . Напряженность накладываемого электрического поля меняется от

0до ЕХ 100 В/см, Источник света СОо -лазер (X 10,6 мкм) мощностью

1Вт и приемник излучения Свод (G.e + Au).

Максимальная и минимальная напряженности магнитных полей 1000 и 200 Э

ач

соответственно и градиент его а

1000 Э/см.

Зависимость фокусного расстояния системы от величины электрического поля представлена на фиг. 3. Отклонение светового луча лазера от первоначального направления составляет не более 5 мм.

Таким образом, видно, что предлагаемая система позволяет поввдсить точность фокусировки электромагнитного излучения вследствие уменьшения отклонения луча от оптической оси.

Формула изобретения

Способ изменения фокусного расстояния оптической системы путем наложения на полупроводниковую пластинку продольного электрического поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, полупроводниковую пластинку помещают в поперечное неоднородное магнитное поле с поперечным градиентом силовых линий перпендикулярно его силовым линиям, причем световой луч направляют перпендикулярно направлению градиента силовых линий магнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР W 519671, G 02 F 1/29, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2724885/18-25, G 02 F , 1979,