RU2069382C1 - Multipath optical system - Google Patents
Multipath optical system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069382C1 RU2069382C1 SU5039689A RU2069382C1 RU 2069382 C1 RU2069382 C1 RU 2069382C1 SU 5039689 A SU5039689 A SU 5039689A RU 2069382 C1 RU2069382 C1 RU 2069382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirror
- lens
- objective
- collective
- curvature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а точнее к оптическим системам с отражающими поверхностями. Изобретение может быть использовано при разработке кювет с большой длиной оптического пути, например, при разработке регулируемых линий задержки, а также в высокочастотных оптических измерительных устройствах, предназначенных для определения коэффициентов отражения покрытий или для определения оптического поглощения различных веществ. The invention relates to the field of optical instrumentation, and more specifically to optical systems with reflective surfaces. The invention can be used in the development of cuvettes with a large optical path length, for example, in the development of adjustable delay lines, as well as in high-frequency optical measuring devices designed to determine the reflection coefficients of coatings or to determine the optical absorption of various substances.
Известна многоходовая оптическая система, содержащая шесть вогнутых зеркал одинакового радиуса кривизны, четыре из которых установлены рядом и выполняют роль объективов, а два других противолежат от них на расстоянии радиуса кривизны и являются коллективами, при этом объективы формируют на коллективах матрицу промежуточных изображений осветителей [1]
Недостатком оптической системы является относительно большая величина аберраций.Known multi-way optical system containing six concave mirrors of the same radius of curvature, four of which are installed side by side and act as lenses, and the other two are opposite from them at a distance of the radius of curvature and are teams, while the lenses on the teams form a matrix of intermediate images of illuminators [1]
The disadvantage of the optical system is the relatively large amount of aberrations.
Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому устройству является многоходовая оптическая система, содержащая зеркало-коллектив и два вогнутых зеркала-объектива, выполненных в виде одного оптического элемента. Зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, при этом объективы расположены на двойном фокусном расстоянии от коллектива [2]
Недостатком оптической системы является наличие в полости между зеркалами сходящихся пучков, что затрудняет использование в системе некоторых устройств, например, акустооптических модуляторов.Closest in design to the proposed device is a multi-way optical system comprising a collective mirror and two concave mirror-lenses made in the form of a single optical element. Mirrors have the same radius of curvature, while the lenses are located at double focal length from the team [2]
The disadvantage of the optical system is the presence of converging beams in the cavity between the mirrors, which makes it difficult to use some devices, for example, acousto-optical modulators.
Целью настоящего изобретения является пространственное разделение параллельных и сходящихся пучков. The aim of the present invention is the spatial separation of parallel and convergent beams.
Поставленная цель достигается тем, что в многоходовую оптическую систему, содержащую вогнутые зеркало-коллектив и первое и второе зеркала-объективы, первое зеркало-коллектив обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности первого зеркала-объектива, при этом радиус кривизны первого зеркала-коллектива равен радиусу кривизны первого зеркала-объектива, что дополнительно введено второе вогнутое зеркало-коллектив, радиус кривизны которого равен радиусу кривизны второго зеркала-объектива, при этом зеркала-объективы выполнены в виде отдельных оптических элементов и обращены друг к другу своими отражающими поверхностями, первое зеркало-коллектив расположено в фокусе первого зеркала-объектива, а второе зеркало-коллектив расположено в фокусе второго зеркала-объектива и обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности первого зеркала-объектива. This goal is achieved in that in a multi-way optical system containing a concave mirror-collective and the first and second mirror-lenses, the first mirror-collective faces its reflective surface to the reflective surface of the first mirror-lens, while the radius of curvature of the first mirror-collective is equal to the radius the curvature of the first mirror-lens, which is additionally introduced the second concave mirror-team, the radius of curvature of which is equal to the radius of curvature of the second mirror-lens, while the mirror lenses They are in the form of separate optical elements and face each other with their reflective surfaces, the first mirror-collective is located in the focus of the first mirror-lens, and the second mirror-collective is located in the focus of the second mirror-lens and faces its reflective surface to the reflective surface of the first mirror the lens.
С целью увеличения оптической длины в оптическую систему дополнительно введены третье вогнутое зеркало-объектив и третье вогнутое зеркало-коллектив одинакового радиуса кривизны, при этом третье зеркало-коллектив расположено в фокусе третьего зеркала-объектива и обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности третьего зеркала-объектива, обращенной своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности второго зеркала-объектива. In order to increase the optical length, a third concave mirror-lens and a third concave mirror-collective of the same radius of curvature are additionally introduced into the optical system, while the third collective mirror is located in the focus of the third lens-mirror and faces its reflective surface to the reflective surface of the third lens-mirror facing its reflective surface to the reflective surface of the second mirror lens.
С целью получения возможности изменять оптическую длину системы не меняя при этом направление распространения выходящего из устройства излучения, введено дополнительное зеркало, выполненное с возможностью поступательного перемещения в плоскости. расположенной между первым и вторым зеркалами-объективами. In order to be able to change the optical length of the system without changing the direction of propagation of the radiation emerging from the device, an additional mirror is introduced, made with the possibility of translational movement in the plane. located between the first and second mirror lenses.
С целью обеспечения возможности преобразования спектра оптического излучения в оптическую систему дополнительно введен акустооптический модулятор, установленный между отражающими поверхностями первого и второго зеркал-объективов. In order to enable the conversion of the spectrum of optical radiation into an optical system, an acousto-optic modulator is additionally installed, installed between the reflective surfaces of the first and second mirror lenses.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция оптической системы; на фиг. 2 оптическая система с дополнительным третьим зеркалом-объективом и третьим зеркалом-коллективом; на фиг. 3 оптическая система с возможностью изменения оптической длины; на фиг. 4 вид сверху оптической системы с акустооптическим модулятором; на фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8 вспомогательные виды А, В, С, Д. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of an optical system; in FIG. 2 optical system with an additional third mirror-lens and a third collective mirror; in FIG. 3 optical system with the ability to change the optical length; in FIG. 4 is a top view of an optical system with an acousto-optical modulator; in FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8 auxiliary types A, B, C, D.
Позиции на чертежах обозначают:
1 второе зеркало-коллектив; 2 первое зеркало-объектив; 3 второе зеркало-объектив; 4 первое зеркало-коллектив; 5 третье зеркало-объектив; 6 третье зеркало-коллектив; 7 зеркало.The positions in the drawings indicate:
1 second collective mirror; 2 first mirror-lens; 3 second mirror-lens; 4 first collective mirror; 5 third mirror-lens; 6 third collective mirror; 7 mirror.
На чертежах окружностями обозначены области пересечения луча с поверхностями зеркал. Цифры внутри окружностей соответствуют числу проходов луча между противолежащими зеркалами. In the drawings, circles indicate the intersection of the beam with the surfaces of the mirrors. The numbers inside the circles correspond to the number of passes of the beam between opposite mirrors.
Многоходовая оптическая система содержит (см. фиг. 1) два вогнутых зеркала-объектива 2, 3 и два вогнутых зеркала-коллектива 1, 4. Радиус кривизны первого зеркала-коллектива 4 равен радиусу кривизны первого зеркала-объектива 2, а радиус кривизны второго зеркала-коллектива 1 равен радиусу кривизны второго объектива 3. Зеркала-объективы 2, 3 обращены друг к другу своими отражающими поверхностями (зеркала обращены друг к другу в том случае, если существует луч распространяющийся между отражающими поверхностями зеркал). Первое первое зеркало-коллектив 4 расположено в фокусе первого зеркала-объектива 2 и обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности первого зеркала-объектива 2, а второе зеркало-коллектив 1 расположено в фокусе второго зеркала-объектива 3 и обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности второго зеркала-объектива 3. Кроме этого устройство содержит третье зеркало-объектив 5, третье зеркало-коллектив 6 (см. фиг. 2), зеркало 7 (см. фиг. 3) и акустооптический модулятор 8 (см. фиг. 4). Зеркало 7 и акустооптический модулятор 8 установлены между первым 2 и вторым 3 зеркалом-объективом. Третье зеркало-объектив 5 обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности второго зеркала-объектива 3. Третье зеркало-коллектив 6 расположено в фокусе третьего зеркала-объектива 5 и обращено своей отражающей поверхностью к отражающей поверхности третьего зеркала-объектива 5. The multi-path optical system contains (see Fig. 1) two concave mirror-
Многоходовая оптическая система работает следующим образом (фиг. 1). Излучение, поданное на систему, попадает на второе зеркало-объектив 3, на котором засвечивают световую зону 1 (световая зона область пересечения луча с поверхностью зеркала) и фокусируется вторым зеркалом-объективом 3 в точку 2 на поверхности второго зеркала-коллектива 1. Далее луч вновь попадает на второе зеркало-объектив 3 (зона 3), потом на первое зеркало-объектив 2 (зона 4) которое его фокусирует в точку 5 на втором зеркале-коллективе 4. Далее, пройдя световые зоны 6 и 7, луч снова фокусируется вторым зеркалом-объективом 3 в точку 8 на втором зеркале-коллективе 1, полностью совпадающую с точкой 2. Отразившись от точки 8, пучок после прохождения световых зон 9 и 10, вновь фокусируется в точку 11 на первом зеркале-коллективе 4, совпадающую с точкой 5. Далее луч, совершив определенное (изменяемое с помощью юстировки зеркал-коллективов 1,4) число проходов, выходит за пределы оптической системы. При этом между зеркалами-объективами 2, 3 образуются зоны параллельных пучков лучей, а между зеркалами-объективами 2, 3 и зеркалами-коллективами 1, 4 зоны сходящихся лучей. Multi-pass optical system operates as follows (Fig. 1). The radiation supplied to the system enters the second mirror-
В варианте конструкции, приведенной на фиг. 2, луч первые 27 проходов распространяется так же, как описано выше, отражаясь только от первого и второго зеркал-объективов 2, 3 и первого и второго зеркал-коллективов 1, 4, образуя в зеркалах-объективах 2, 3 по два ряда световых зон. Дальнейшее увеличение оптической длины, за счет увеличения числа проходов, достигается с помощью дополнительного третьего зеркала-объектива 5 и дополнительного третьего зеркала-коллектива 6, введение которых позволяет увеличить число отражений до полного заполнения световыми зонами полезной площади зеркал-объективов и таким образом, реализовать максимальную для данной конструкции оптическую длину. In the embodiment of FIG. 2, the beam of the first 27 passes propagates in the same way as described above, reflected only from the first and
В варианте конструкции, приведенном на фиг. 3, зеркало 7 прерывает прохождение излучения от второго 3 к первому 2 зеркалу-объективу, направляя его за пределы оптической системы. Причем наличие возможности перемещать зеркало 7 в плоскости, расположенной между зеркалами-объективами 2, 3, позволяет направлять излучение за пределы системы после различного числа проходов, и тем самым осуществлять изменение оптической длины. In the embodiment shown in FIG. 3,
В варианте конструкции, показанном на фиг. 4, 5, 6, 7, 8, излучение, в процессе многократного распространения от первого 2 к второму 3 зеркалу-объективу и от второго 3 к первому 2 (последовательность отражения луча от зеркал осуществляется также, как и в выше описанных конструкциях), проходит через акустооптический модулятор 8. При каждом прохождении через акустооптический модулятор 8 несущая частота излучения сдвигается на частоту -f или +f в зависимости от направления распространения акустической волны, возбуждаемой в акустооптической ячейке модулятора, где f частота акустической волны. После n циклов проходов через акустооптический модулятор 8 из оптической системы выйдет излучение с несущей частотой n f. Частота сдвига оптического излучения, выходящего из оптической системы, регулируется частотой акустической волны f. In the embodiment shown in FIG. 4, 5, 6, 7, 8, radiation, in the process of multiple propagation from the first 2 to the second 3 mirror-lens and from the second 3 to the first 2 (the sequence of reflection of the beam from the mirrors is carried out as in the constructions described above), passes through the acousto-
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5039689 RU2069382C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Multipath optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5039689 RU2069382C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Multipath optical system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2069382C1 true RU2069382C1 (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=21602970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5039689 RU2069382C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Multipath optical system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069382C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469281C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-10 | Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения (ИМКЭС СО РАН) | Multipass optical system for exciting raman scattering spectra |
-
1992
- 1992-04-23 RU SU5039689 patent/RU2069382C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1091101, кл. G 02 B 17/06, 1984. 2. Авторское свидетельство СССР N 841125, кл. G 02 B 17/06, 1981. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469281C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-10 | Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения (ИМКЭС СО РАН) | Multipass optical system for exciting raman scattering spectra |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7660499B2 (en) | Optical spot displacement apparatus | |
| KR20020062625A (en) | Device for producing optically-controlled incremental time delays | |
| US7771066B2 (en) | Light pulse multiprocessing unit, light pulse generator using the same, and light pulse multiprocessing method | |
| ES2164661T3 (en) | MODULATION OF A BEAM OF LIGHT. | |
| JP2000137139A (en) | Optical luminous flux converter | |
| US6388815B1 (en) | Device and method for producing optically-controlled incremental time delays | |
| US4871232A (en) | Method and apparatus for ultra high frequency spectrum analysis | |
| US6674939B1 (en) | Using fibers as delay elements in optical true-time delay devices based on the white cell | |
| US20220244360A1 (en) | Hybrid two-dimensional steering lidar | |
| RU2069382C1 (en) | Multipath optical system | |
| US6347176B1 (en) | Acousto-optical light tunnel apparatus and method | |
| US5453835A (en) | Multichannel acousto-optic correlator for time delay computation | |
| KR940022119A (en) | Optical scanning device | |
| US4576447A (en) | Compact, single piece laser beam analyzer | |
| Ronchi | An application of parageometrical optics to the design of a microwave mirror | |
| US3506355A (en) | Compact arrangement of two optical objectives for transmitting and receiving radiation | |
| SU1707585A1 (en) | Beam splitter | |
| SU1697041A1 (en) | Device for gauss beam focusing in a rectangle with uniformity of intensity distribution | |
| RU2055377C1 (en) | Light reflector | |
| JPS6449930A (en) | Multiple reflection cell | |
| SU1068869A1 (en) | Mirror lens having extended entrance pupil | |
| SU1246754A1 (en) | Method of switching optical radiation | |
| SU1040454A1 (en) | Optical multi-channel system | |
| SU1191861A1 (en) | Multiple reflection device | |
| SU826257A1 (en) | Multiple reflection optic system |