RU1805521C - Зеркало с регулируемой кривизной - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к квантовой электронике, лазерной локации и может быть использовано в резонаторах лазеров. Сущность изобретени : увеличение диапазона регулировани  кривизны зеркала, Зеркало содержит отражающий элемент с полостью дл  хладагента на его тыльной стороне, герметичный цилиндрический корпус и магнитострикционный элемент с приводной электромагнитной катушкой, отражающий элемент выполнен в виде упругого металлического диска, закрепленного в центре и по периферии к корпусу, магнитострикционный элемент выполнен в виде стенки герметичного корпуса из трех концентрично расположенных полых цилиндров , соединенных по торцам последовательно с корпусом, друг с другом и отражающим элементом, при этом наружный и внутренний цилиндры выполнены из магнитострикцион- ного материала с одинаковым знаком коэффициента магнитострикции, а средний цилиндр - с противоположным знаком, причем площади поперечного сечени  всех упом нутых цилиндров выбраны обратно пропорциональными магнитным индукци м магнитострикционного насыщени  материалов цилиндров. 2 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к квантовой электронике, лазерной локации и может быть использовано, например, в резонаторах лазеров.

Цель изобретени  - увеличение диапазона регулировани  кривизны зеркала.

На фиг. 1, 2 представлено осевое сечение предложенного зеркала.

Зеркало с регулируемой кривизной содержит отражающий элемент 1, выполненный в виде упругого металлического диска, герметичный корпус 2, выполненный из маг- нитопровод щего материала в виде стакана Ш-образного сечени , при этом его цилиндрическа  стенка выполнена из трех концен- трично расположенных колец 3, 6 и 7. Кольца соединены по торцам соответственно с корпусом 2, друг с другом посредством колец 8 и 9 и с упругим диском 1. Внутри корпуса 2 на центральном стержне установлена цилиндрическа  обмотка управлени  4.

Предложенное зеркало работает следующим образом. При запитке обмотки управлени  4 посто нным током в корпусе 2, его стенках 3, 6 и 7, а также отражающем элементе 1, наводитс  магнитное поле, направление которого показано на фиг. 1 тонкими лини ми со стрелками. Наведенное магнит- hoe поле вызывает в стенках 3, 6 и 7 эффект Джоул  или линейную магнитострикцию, т. е. ведет к изменению длины стенок корпуса 2. Если кольца 3 и 7 выполнены из материала с положительным знаком коэффициента

00

о ел ел

ю

магнитострикции, например, железо-кобальтового сплава 49К2Ф или пермендюра, а кольцо 6 выполнено из материала с противоположным знаком коэффициента магнитострикции , например, никел , то кра  отражающего элемента 1 при включенной обмотке 4 поднимутс  относительно его центра, поскольку центр и кра  диска 1 жестко закреплены к герметичному корпусу 2.

В этом случае вогнутое зеркало увеличит свою кривизну от первоначального состо ни , т. е, когда магнитное поле отсутствует, и фокусное рассто ние зеркала уменьшитс . Дл  выпуклого зеркала его кривизна будет уменьшатьс .

При смене материалов колец 3, 6 и 7 на материалы с противоположными знаками коэффициентов магнитострикции, т. е. когда кольца 3 и 7 выполн ютс  из никел , а кольцо 6 - из пермендюра, обща  высота стенки корпуса будет уменьшатьс . В этом случае кривизна вогнутого зеркала будет уменьшатьс  при намагничивании, а выпуклого - увеличиватьс .

Величина деформации колец 3, 6 и 7, а следовательно, и отражающего элемента 1 будет зависеть от величины тока подмагни- чивани  в обмотке 4, что следует из закона полного тока, при этом жесткость колец 3, 6 и 7 выбираетс  много большей жесткости отражающей пластины 1.

Магнитострикци  насыщени  у различных материалов достигаетс  при различных магнитных индукци х. С целью лучшего использовани  магнитострикционных материалов колец 3, 6 и 7 их площади поперечного сечени  выбираютс  обратно пропорционально соответствующим магнитным индукци м . Так, например, дл  пермендюра индукци  магнитострикционного насыщени  составл ет составл ет 2,1 тесла, а дл  никел  0,6 тесла, поэтому дл  получени  наибольшей магнитострикционной деформации колец их площади выбираютс  у никел  в 2,1/0,6 3,5 раза больше, чем у пермендюра. Выбор разных площадей в материалах колец обеспечивает посто нство магнитного потока во всех кольцах, а это позвол ет в каждом кольце получить соответствующую магнитную индукцию, при которой достигаетс  максимальное значение магнитострикционной деформации в каждом кольце. .

Дл  проведени  сопоставительного анализа предложенного зеркала и прототипа полагаем дл  обоих зеркал одинаковыми: апертуры зеркал а 50 мм; длину намагничиваемо части магнитострикционного элемента I 50 мм и радиус кривизны R 1000мм.

0

5

У прототипа дл  магнитострикционного элемента возможно применение материала только с отрицательным знаком коэффициента магнитострикции, например, никел  и

мм.

приращение его длины АН будет

Ац 1 А5- 50-35-10 ё 1.75- Соответственно в предложенном зеркале длина I будет присутствовать у трех материалов , т. е. у трех цилиндров

21 у пермендюра с /U+ 75 и I у никел  с As- 35 Отсюда суммарное приращение длины AI2

Al2 2lAs+ + lA s- 2-50-75 + 5 +50-35- 9,25-

При равном радиусе кривизны обоих

зеркал стрела сегмента при апертуре а 50

мм составит величину h 0,312549 мм,. При

воздействии на зеркало магнитострикцион0 ной деформации имеем:

hi h+ Ah 0,314299 мм h2 h+ AI2 0,321799 мм Изменение радиусов кривизны зеркал определ етс  выражением 5о ,

R- Ј- +

К 8h 2

Отсюда соответственно имеем Rl 994,4333 мм и R2 971,26398 мм. Q Сравнение производим по относительному изменению каждого радиуса кривизны ARl R- Ri 5,5667 мм A R2 R-R2 28,7361 мм

100 % 0,55667 % AR2

Ј2

-- 100% 2,873602 %

Таким образом, относительный диапазон изменени  кривизны в предложенном зеркале увеличилс  в 5,16 раз.

При выборе знака кривизны зеркала противоположным соответственно имеем hi h - Ah, h2 h- Al2 Ri 1005,658391 мм, R2 1030,488805 MM

Ј1 0,5628391 %, Ј2 3,048805 % Т. е. относительное увеличение диапазона изменени  кривизны зеркала увеличиваетс  в 5,417 раза.

Claims (1)

1. Предложенное устройство имеет в п ть раз увеличенный диапазон изменени  радиуса кривизны, что свидетельствует о решении задачи поставленной в рассматриваемом изобретении. Формула изобретени 

   Зеркало с регулируемой кривизной, содержащее отражающий элемент с полостью дл  хладагента на его тыльной стороне, герметичный цилиндрический корпус и магни- тострикционный элемент с приводной

   электромагнитной катушкой, отличающеес  тем, что в нем отражающий элемент выполнен в виде упругого металлического диска, прикрепленного в центре и по периферии к корпусу, и магнитострикцион- ный элемент выполнен в виде стенки герметичного корпуса из трех концентрично расположенных полых цилиндров, соединенных по торцам последовательно с корпусом , друг с другом и отражающим элементом,

   при этом наружный и внутренний цилиндры выполнены из магнитострикционного материала с одинаковым знаком коэффициента магнитострикции, а средний цилиндр - с противоположным знаком, причем площади поперечного сечени  всех упом нутых цилиндров выбраны обратно пропорциональными магнитным индукци м магнитострикционного насыщени  материалов цилиндров.