SU1300303A1 - Optical attenuator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к физической оптике, точнее к устройствам плавного изменени  светового потока в фотометрах, спектрофотометрах, дл  аттенюации лазерного излучени . С целью расширени  диапазона регулировани , а также повьшени  плавности регулировани  светового потока в интегрирующей полости аттенюатора дополнительно устанавливают один или два регулирукицих поршн  5 и 6, размеры которых св заны соотношени ми, приведенными в формуле изобретени , а поверхности выполнены диффузно рассеиваюпщми. Установка каждого дополнительного поршн  позвол ет повысить плавность регулировани  примерно на пор док величины, так что при диапазоне регулировани  15-20% устройство может обеспечить плавность изменени  светового потока пор дка 0,001%. 2 ил. ел в 5 J: со о о со о соThe invention relates to physical optics, more precisely to devices for smoothly changing the luminous flux in photometers, spectrophotometers, for attenuating laser radiation. In order to expand the range of adjustment, as well as increase the smoothness of the adjustment of the luminous flux, one or two regulating pistons 5 and 6 are additionally installed in the integrating cavity of the attenuator. The installation of each additional piston makes it possible to increase the smoothness of the adjustment by about an order of magnitude, so that, with a control range of 15–20%, the device can ensure a smooth change in the light flux in the order of 0.001%. 2 Il. ate at 5 j: co o co o co o co

Description

1130030311300303

изобретение относитс  к оптическим Аттенюаторам и может быть использовано в различных оптических устройствах , например в фотометрах, спектрофотометрах , дл  аттенюации лазерного 5 луча,, когда требуетс  особо плавное изменение светового потока в относительно узком диапазоне интенсивнос- тей с высокой степенью стабильности ослабленного светового потока. ОThe invention relates to optical attenuators and can be used in various optical devices, such as photometers, spectrophotometers, for attenuating a laser beam 5, when a particularly smooth change of the light flux is required in a relatively narrow range of intensities with a high degree of stability of the attenuated light flux. ABOUT

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и плавности регулировани  светового потока.The aim of the invention is to expand the range and smoothness of the adjustment of the luminous flux.

На фиг. 1 изображена схема устройте , чем меньше отражающа  способность диффузио рассеивающего покрыти  полости и поршней и чём больше площадь поверхности, поглощающей излучение . Световой поток, выход щий из полости через выходное окно, измен ют , перемеща  (например, с помощью микрометрических винтов) поршни в полости: грубо - поршнем 7 и более плавно - поршн ми 5 и 6. При этом измен етс  площадь диффузно рассеивающей поверхности, поглощающей излучение в полости.FIG. Figure 1 shows the arrangement of the device, the smaller the reflecting ability of the diffusive coating of the cavity and the pistons and the greater the surface area that absorbs the radiation. The light output from the cavity through the exit window is changed by moving (for example, using micrometric screws) the pistons in the cavity: roughly - piston 7 and more smoothly - pistons 5 and 6. This changes the area of the diffusely scattering surface, absorbing radiation in the cavity.

В случае двух и более поршней краIn the case of two or more pistons edge

ства; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг.1.5 ность изменени  площади поверхностиagencies; in fig. 2 - section A-A, fig.1.5 of the change in surface area

Устройство состоит из интегрирующей полости в форме состыкованных шарового сегмента 1 и цилиндра 2, в которой имеютс  входное; 3 и выходноеThe device consists of an integrating cavity in the form of docked spherical segment 1 and cylinder 2, in which there are input; 3 and output

может быть сохранена за счет геометрических размеров поршн , задающего диапазон регулировани , а плавность повышаетс  за счет уменьшени  пери4 окна. В сферическом сегменте распо- О метров сечений других поршней.can be maintained by the geometrical dimensions of the piston defining the adjustment range, and the smoothness is enhanced by reducing the period of the window. In the spherical segment, there are about meters of sections of other pistons.

ложены два окна, в которых установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещени  поршни 5 и 6. В .цилиндрической части полости установлен с возможностью возвратно-поступа тельного перемещени  поршень 7. Пери- ; метры сечений в плоскост х, перпендикул рных направлени м перемещени , и длины хода поршней 5 и 6 выбраны изTwo windows are installed in which pistons 5 and 6 are installed with the possibility of reciprocating movement. In the cylindrical part of the cavity, piston 7 is installed with the possibility of reciprocating movement. Peri; section meters in planes, perpendicular to the directions of movement, and the stroke lengths of the pistons 5 and 6 are chosen from

„25„25

Установка в полости более трех поршней нецелесообразна. Установка в полости одного или двух дополнительных поршней позвол ет достичь любой необходимой плавности измене ни  светового потока или снизить требовани  к величине свободного хода поршн  при сохранении максима ного диапазона регулировани  светоInstallation in the cavity of more than three pistons is impractical. Installing one or two additional pistons in the cavity allows one to achieve any necessary smoothness in changing the luminous flux or to reduce the requirements on the free stroke of the piston while maintaining the maximum light control range.

соотношений, указанных в формуле изоб-30 вого потока и габаритных размеров ретени  с учетом соответстви : первый поршень - поршень 7, второй - поршень 5, третий - поршень 6. Зазор между боковыми поверхност ми поршней 5 и 6 и окон, в которых они установлены , минимально допустимьй дл  перемещени  поршней без повреждени  их покрыти . Поверхности полости и поршней покрыты диффузно рассеивающим слоем 8 с отражающей способностью р , 40 котора  может быть различной дл  разных поршней. Толщина стенок полости, в которых расположены входное и выходное окна, а также расположение этих окон в полости подобраны такими, 45 что их пол  зрени  включают только поверхность интегрирующей полости (а не поршней) и не пересекаютс .the ratios indicated in the formula of the idle flow and the overall dimensions of the retenie, taking into account the following: the first piston is piston 7, the second is piston 5, the third is piston 6. The gap between the side surfaces of pistons 5 and 6 and the windows in which they are installed minimum permissible movement of the pistons without damaging their coating. The surfaces of the cavity and the pistons are covered with a diffusely scattering layer 8 with a reflectivity p, 40, which may be different for different pistons. The thickness of the cavity walls in which the inlet and outlet windows are located, as well as the arrangement of these windows in the cavity, are chosen such that their fields of view include only the surface of the integrating cavity (and not the pistons) and do not intersect.

полости, расширить диапазон регули ровани  при сохранении величины св бодного хода поршней. В общем случ размеры дополнительных поршней мог 35 быть подобраны опытным путем исход из требуемой плавности аттенюатора и параметров полости.cavity, to expand the range of regulation while maintaining the magnitude of the free stroke of the pistons. In general, the dimensions of the additional pistons 35 could be chosen experimentally based on the required smoothness of the attenuator and the cavity parameters.

Claims (1)

Формула изобретениInvention Formula Оптический аттенюатор, содержащи покрытую диффузно рассеивак цим сло интегрирующую полость с входным и выходным окнами, пол  зрени  котор на поверхности полости разделены, которой установлен с возможностью возвратно-поступательного перемеще ли  покрытый диффузно рассеивакнцим слоем поршень, отличающий с   тем, что, с целью расширени  апазона и повьш1ени  плавности регу лировани  светового потока, в инте грирующей полости установлены с во можностью возвратно-поступательног перемещени  один или два дополните ных поршн , поверхности которых по крыты диффузно рассеивающими сло м при этом размеры поршней св заны с дующими соотношени миOptical attenuator, containing diffusely diffused scattering layer integrating cavity with inlet and outlet windows, the field of view on the cavity surface divided by which the diffusively dispersed piston, which is installed with the possibility of reciprocating, differs from and to increase the smoothness of the adjustment of the luminous flux, in the integrating cavity, one or two additional pistons are installed with the possibility of reciprocating movement; oryh diffusely scattering of the covering layers the dimensions of the pistons are associated with the blowing ratios Световой поток вводитс  в полость через входное окно 3 (фиг. 1) так, что ось светового потока,совпадает с осью входного окна. После многократных отражений по законам диффузного отражени  световой поток выходит из полости ослабленным через выходное окно 4. При каждом акте отражени  тер етс  определенна  часть энергии светового потока, котора  тем больте , чем меньше отражающа  способность диффузио рассеивающего покрыти  полости и поршней и чём больше площадь поверхности, поглощающей излучение . Световой поток, выход щий из полости через выходное окно, измен ют , перемеща  (например, с помощью микрометрических винтов) поршни в полости: грубо - поршнем 7 и более плавно - поршн ми 5 и 6. При этом измен етс  площадь диффузно рассеивающей поверхности, поглощающей излучение в полости.The luminous flux is introduced into the cavity through the entrance window 3 (Fig. 1) so that the axis of the luminous flux coincides with the axis of the input window. After repeated reflections according to the laws of diffuse reflection, the luminous flux leaves the cavity weakened through the output window 4. With each reflection, a certain part of the luminous flux energy is lost, which increases the smaller the reflecting capacity of the diffusive coating of the cavity and pistons and the larger the surface area, absorbing radiation. The light output from the cavity through the exit window is changed by moving (for example, using micrometric screws) the pistons in the cavity: roughly - piston 7 and more smoothly - pistons 5 and 6. This changes the area of the diffusely scattering surface, absorbing radiation in the cavity. В случае двух и более поршней краность изменени  площади поверхностиIn the case of two or more pistons, the margin of change in surface area может быть сохранена за счет геометрических размеров поршн , задающего диапазон регулировани , а плавность повышаетс  за счет уменьшени  периметров сечений других поршней.can be maintained by the geometrical dimensions of the piston, which sets the adjustment range, and the smoothness is enhanced by reducing the perimeters of the cross sections of the other pistons. ; 25; 25 Установка в полости более трех поршней нецелесообразна. Установка в полости одного или двух дополнительных поршней позвол ет достичь любой необходимой плавности измене- ни  светового потока или снизить требовани  к величине свободного хода поршн  при сохранении максимального диапазона регулировани  свето30 вого потока и габаритных размеров 40 45 Installation in the cavity of more than three pistons is impractical. Installation in the cavity of one or two additional pistons allows one to achieve any necessary smoothness in changing the luminous flux or to reduce the requirements to the free stroke of the piston while maintaining the maximum range of adjustment of the luminous flux and overall dimensions of 40 45 вого потока и габаритных размеров overall flow and dimensions полости, расширить диапазон регулировани  при сохранении величины свободного хода поршней. В общем случае размеры дополнительных поршней могут быть подобраны опытным путем исход  из требуемой плавности аттенюатора и параметров полости.cavity, to expand the range of adjustment while maintaining the magnitude of the free stroke of the pistons. In the general case, the sizes of the additional pistons can be chosen experimentally based on the required smoothness of the attenuator and the cavity parameters. Формула изобретени Invention Formula вого потока и габаритных размеров overall flow and dimensions Оптический аттенюатор, содержащий покрытую диффузно рассеивак цим слоем интегрирующую полость с входным и выходным окнами, пол  зрени  которых на поверхности полости разделены, в которой установлен с возможностью возвратно-поступательного перемеще- ли  покрытый диффузно рассеивакнцим слоем поршень, отличающий- с   тем, что, с целью расширени  диапазона и повьш1ени  плавности регулировани  светового потока, в интегрирующей полости установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещени  один или два дополнительных поршн , поверхности которых покрыты диффузно рассеивающими сло ми, при этом размеры поршней св заны следующими соотношени миAn optical attenuator containing a diffusely covered diffusing layer with an integrating cavity with inlet and outlet windows, whose fields of view are separated on the cavity surface, in which the diffusely covered piston is installed with the possibility of reciprocating in order to expand the range and increase the smoothness of the adjustment of the luminous flux, one or two additional pistons are mounted with reciprocating movement in the integrating cavity, overhnosti are covered diffusely scattering layers, the dimensions of the pistons are coupled by the following ratios 2 uh. (1-р.) , , L luPt. т . h,(1-,) - 2 10 uh 1-р, 2 uh. (1-p.),, L luPt. t. h, (1-,) - 2 10 uh 1-p, L,.L,5L, .L, 5 J . IjljQi. тJ. IjljQi. t 10 uhj 1-рэ г 10 uhj 1-re g где L,,, L, - периметры (в пор дке их возрастани ) сечений поршней в плоскост х , перпендикул рных направлени м их перемещени ;where L ,,, L, are the perimeters (in order of their increase) of the sections of the pistons in the planes perpendicular to the directions of their movement; длины хода второго и третьего поршней соответственно; величины свободногоstroke lengths of the second and third pistons, respectively; free quantities хода поршней;piston stroke; отражающие способности покрытий поршней.reflective properties of piston coatings. Физ. 2Fiz. 2 Редактор К. Волощук Заказ 1140/39Editor K. Voloshchuk Order 1140/39 Составитель И. НикулинCompiled by I. Nikulin Техред Н.Глущенко Корректор,А. Т скоTehred N.Glushchenko Proofreader, A. T sc Тираж 777ПодписноеCirculation 777 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретенш и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие,г. Ужгород,,, ул. Проектна , 4Production and printing company,. Uzhgorod ,,, st. Project, 4