Телескопический расширитель лазерного пучка типа галилея

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к расширителям лазерного пучка, который может использоваться без перефокусировки лазерных лучей для длин волн 1.57 мкм и 0.66 мкм.

Телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея, содержит оптически связанные объектив, состоящий из трех компонентов, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы, и окуляр, включающий первый отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к объективу, в отличие от прототипа, второй компонент объектива выполнен в виде двояковогнутой линзы, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а окуляр дополнен вторым отрицательным мениском, обращенным выпуклой поверхностью к объективу.

Данное техническое решение обеспечило увеличение кратности системы до величины не менее 11^х, удаление выходного зрачка диаметром 3 мм не менее 100 мм при дифракционном качестве изображения.

2 Илл.

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к расширителям лазерного пучка, который может использоваться без перефокусировки лазерных лучей для длин волн 1.57 мкм и 0.66 мкм.

Известна оптическая система типа Галилея, состоящая из объектива и окуляра [1], причем объектив состоит из двух положительных линз, первая из которых выполнена склеенной из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, вторая линза - одиночная плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к окуляру, а окуляр выполнен в виде двояковогнутой линзы. Данная конструкция обеспечивает 5.5^х расширение лазерного пучка диаметром 4.1 мм при удалении выходного зрачка 7 мм с высоким качеством изображения для длин волн 1.57 и 0.589 мкм. Недостатком данной конструкции является то, что она не обеспечивает дифракционного качества изображения при расширении лазерного пучка более 5 ^х, удалении выходного зрачка более 40 мм, диаметре выходного зрачка более 2 мм.

Наиболее близким к предлагаемой системе является расширитель лазерного пучка в виде телескопической оптической системы типа Галилея [2], состоящий из объектива и окуляра. Объектив состоит из трех компонентов, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй компонент выполнен в виде положительного

мениска, обращенного вогнутой поверхностью к первому компоненту, третий компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы. Окуляр состоит из одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к объективу. Данная конструкция обеспечивает 5 ^х расширение лазерного пучка с дифракционным качеством в спектральном диапазоне от 0.365 мкм до 1.3 мкм при диаметре выходного зрачка 2 мм и удалении выходного зрачка не более 40 мм. Однако недостатком прототипа является то, что данная система не обеспечивает необходимого качества изображения при увеличении более 5^х и удалении выходного зрачка более 40 мм.

Задачей полезной модели является увеличение кратности системы, увеличение удаления выходного зрачка при сохранении дифракционного качества изображения для длин волн 1.57 мкм и 0.66 мкм.

Телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея, содержит оптически связанные объектив, состоящий из трех компонентов, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы, и окуляр, включающий первый отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к объективу, в отличие от прототипа, второй компонент объектива выполнен в виде двояковогнутой линзы, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а окуляр дополнен вторым отрицательным мениском, обращенным выпуклой поверхностью к объективу.

Выполнение второго компонента объектива в виде двояковогнутой линзы, третьего компонента объектива в виде двояковыпуклой линзы, а также введение второго отрицательного мениска в окуляр, обращенного выпуклой поверхностью к объективу, обеспечило увеличение кратности системы до величины не менее 11^х, удаление выходного

зрачка диаметром 3 мм не менее 100 мм при высокой степени коррекции сферической аберрации и комы.

На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого телескопического расширителя лазерного пучка.

На фиг.2 приведены конструктивные параметры телескопического расширителя лазерного пучка.

Телескопический расширитель лазерного пучка состоит из пяти компонентов 1-5. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 1. Второй компонент представляет собой двояковогнутую линзу 2. Третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 3. Компоненты 1-3 образуют объектив. Фокусное расстояние объектива равно 137.9 мм. Четвертый компонент представляет собой отрицательный мениск 4, обращенный выпуклой поверхностью к объективу. Пятый компонент выполнен в виде отрицательного мениска 5, обращенного выпуклой поверхностью к объективу. Компоненты 4, 5 образуют окуляр. Фокусное расстояние окуляра равно - 12.11 мм.

Оптическая система работает следующим образом. Лазерное излучение из выходного окна излучателя, совмещенного с выходным зрачком системы, расположенным на расстоянии не менее 100 мм от компонента 5, попадает на отрицательные линзы окуляра 5, 4, после чего расширяется и попадает на линзы 3, 2, 1 объектива. Задний фокус объектива совпадает с передним фокусом окуляра и поэтому из объектива выходит параллельный пучок лазерного пучка, увеличенный в диаметре в 11.4 раз по сравнению с падающим пучком лазерного излучения.

В соответствии с предложенным решением рассчитан телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея, исправленный

для длин волн 1.57 мкм и 0.66 мкм. Увеличение оптической системы 11.4^х. Диаметр выходного зрачка - 3 мм. Удаление выходного зрачка 100...140 мм. Средне-квадратичное отклонение волнового фронта (rms), выходящего из телескопической системы, составляет /117 для длин волн 1.57 мкм и 0.66 мкм, что говорит о том, что система имеет дифракционное качество для указанных длин волн.

Источники информации

1. Патент RU №2209455 С2, публикация 2001, МКИ G02B 23/00.

2. Патент US №5329404, публикация 1992 г, МКИ G02B 9/34-прототип.

Телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея, содержащий оптически связанные объектив, состоящий из трех компонентов, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы, и окуляр, включающий первый отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к объективу, отличающийся тем, что второй компонент объектива выполнен в виде двояковогнутой линзы, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а окуляр дополнен вторым отрицательным мениском, обращенным выпуклой поверхностью к объективу.