Устройство для измерения параметров линейной поляризации светового пучка

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использовано для измерения параметров линейной поляризации светового пучка. Цель изобретения - повьшение быстродействия . Устройство состоит из анализатора 1 , выполненного в виде конуса из диэлектрического материала с углом Брюстера при основании. Анализатор I помещен в отражатель 2, выполненный в виде шарового сегмента с прозрачньм основанием и входным отверстием для прохождения светового пучка. За основанием отражателя расположено многоэлементное регистрирующее устройство 3, выполненное в виде многоэлементного фотоприемника. 1 з,п. . ф-лы, 3 ил. Л ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГВБЛИН

„„Я0„„1441209 А 1 (Ю4 G Ol J 4/04

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4218505!31-25 (22) 26.01 87 (46) 30,11.88. Бюл. У 44 (7l) Институт физики АН БССР (72) А.И.Колесник и А.Б.Гаврилович (53) 535.8(088,8) (56) Кожевников В.М., Кружалов С.В., Пахомов Л.М. Квантовая электроника. труды ЛПИ Ф 344, изд-во ЛПИ, 1975, с. ЗЗ, Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976, с. 374-377. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМКРКНИЯ ПАРАмктРОВ линкйной поляРизАпии свктовОГО

ПУЧКА (57} Изобретение относится к иэмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров линейной поляризации светового пучка. ЦелЬ изобретения — повышение быстродействия. Устройство состоит из анализатора 1, выполненного в виде конуса as диэлектрического материала с углом

Брюстера при основании. Анализатор 1 помещен в отражатель 2, выполненный в виде шарового сегмента с прозрачньаа основанием и входным отверстием для прохождения светового пучка. Ва основанием отражателя расположено многоэлементное регистрирующее устройство 3, выполненное в виде многоэлементного фотоприемника. 1 э .и. ф-лы, 3 ил.

1441209

Изобретение относится. к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров линейной поляризации светового пучка.

У 5

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг ° 2 — расположение фотоприемника; на фиг,3 — 10 угловая. зависимость интенсивности сигнала, регистрируемого элементами фотоприемника.

Устройство для измерения параметров линейной поляризации светового пучка содержит анализатор 1, отражатель 2 и регистрирующее устройство

3, Анализатор I представляет собой конус, изготовленный из оптически непрозрачного диэлектрического матерна- 20 ла с углом Брюстера при основании.

Отражатель выполнен в виде шарового сегмента, на внутреннюю поверхность которого нанесено зеркальное покрытие с коэффициентом отражения 0,99. 25

Оси симметрии отражателя и анализатора совпадают, Шаровой сегмент в верхней части для прохождения светового пучка имеет отверстие диаметром, не превышающе диаметр основания кону- 30 са, Регистрирующее устройство расположено эа отражателем перпендикулярно его оптической оси, В качестве регистрирующего устройства используется на-. бор линейных многоэлементных приемни- 35 ков, расположенных по сторонам многоугольника АВСЭЕР (фиг.2).

Выбор соотношения для определения параметров элементов устройства в ме- 40 ридиональной плоскости проводится на основании требования схождения лучей в области регистрирующего устройства

3 (фиг. 1). В саггитальной плоскости требования к параметрам устройства согласуются с условием телескопичного хода лучей а= (l)

Zcoso(g

50 где d< — расстояние. между точками отражения центрального луча (отличен стрелкой) на поверхностях конуса и сферического отражателя; 55 г и R — соответствующие радиусы кривизны указанных отражающих поверхностей;

- угол Брюстера (tg d =n, nпо к as а тель пр еломлення ма териала конуса).

В конкретной реализации устройства радиус R сферической поверхности и положение ее центра на оптической оси устройства удовлетворяют условию равенства высот конуса h и шарового сегмента h. Диаметр основания шарового сегмента d связан с его высотой

h и радиусом R соотношением

d=2h — — l .

2Б

h (2) Подставив в формулу (2) значение Ь=

=d.<(tgds)/2, получим соотношение (3) а=а„ tgp, связывающее диаметр d основания сферического отражателя с его радиусом R, диаметром d < основания конуса н углом Брюстера a(a. Диаметр отверстия в верхней части отражателя выбран равным (нли несколько меньше) диаметру основания конуса, чтобы весь световой пучок падал на боковую поверхность конуса.

В конкретной реализации устройства материалом для изготовления конуса служит поглощающий диэлектрик типа стекла НС-ll с показателем преломления n=l,51, Угол прн основании конуса равен углу Брюстера at =56 33 .

Диаметр основания конуса ад=26 мм.

Диаметр основания сферического отражателя а=48 мм. Радиус поверхности сферического отражателя R=25 мм. Регистрирующее устройство иэ набора ли-. нейных многоэлементных приемников располагают на удалении 12 мм от основания.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный лучок света направляется на конический анализатор 1 вдоль его геометрической оси. Угол падения света на боковую поверхность конуса обеспечивается при этом равным углу Брюстера, вследствие чего отраженное излучение полностью поляризуется. Прн этом колебания электрического вектора лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости падения пучка. Отражатель 2 изменяет направление распространения падающего на него света и преобразует его в пучок, сходящийся в плоскости регистрирующего устройства, Таким образом, в

1441209 з 4 плоскости регистрирующего устройства осуществляется засветка светочувст- ройства по сравнению с прототипом яввительных элементов в кольцевой зоне ляется повьппение быстродействия в

4 радиусом r. Ширина кольца определя" 5 10 раз, точности HsMepeHHH степени ется угловой расходимостью падающего поляризации в 2 раза, азимута поляриизлучения. В случае использования зации в 5-6 раз. Кроме того, воэможнабора линейных фотоприемников шири- но использование его в качестве пона кольцевой зоны увеличивается до ляриэатора для получения светового оптимальной величины путем расфокуси- 10 пучка в виде цилиндра, имеющего в ро к овки светового пучка (фиг. 2). своем сечении кольцо, в котором наРаспределение интенсивности света правление колебаний электрическог ого

I(d) вдоль кольцевой зоны отражает вектора расположено параллельно касостояние поляризации исследуемого сательной. светового пучка. В случае естествен- 15 ного света X(d)=const. В случае пол- ф о р м у л а и э о б р е т е н и я костью поляризованного пучка с фиксирова анньи значением азимута поляриза- 1. Устройство для измерения пара-. етовоции зависимость I(l) подчиняется зако- метров линейной поляризации светов ну Иалюса I(af}=I< cos at (фиг.3). По 20 го пучка, содержащее оптически свяугловому положению a минимума I(a() занные и последоватЕльно расположенопределяется азимут поляризации све- ные по ходу пучка анализатор, выполго пучка относительно плоскости ненный с отражающей поверхностью, тово п е еренции PP. Степень поляризации расположеннои под углом Hp p световпго пучка определяется по фор- регистрирующее у

25 т ее стройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью муле повышения быстродействия, анализатор

Хнаи.- Х мин выполнен в виде конуса из диэлектрики «а Тмм ческого материала с углом Брюстера

Погрешность определения степени 30 нри основании, конус расположен в поляр изации зависи« оТ погрешности отражател р р е с и оз ачным основанием, и I и составляет при этом отражатель выпол фор и и со неи в ме измерения I„ и „„„ и со ента Ось симметрп4 ко0 57. Точность определения азимута шарового сегмента, Ось сим ры« поляризации зависит от контрастной . ° ОЧНОСТЬ ОПР Д торог о совп ает с осью конуса, осад он са становлено на прочувст вительности элементов фотопри- 35 нование к у у вхо or o емника и их числа, пр иходящего на зрачном основании, диаметр дн единицу длины кольцевой зоны. При ис- отверстия шарового сегмента не превыпользовании для регистрации комплекта шает ди р т амет а основания конуса, а выиз шести лине ных и фотоприемников ти- сота шарового сегмента не превышает па К 1200 цЛ 2 с 2048 элементами каж- 40 высоты конуса, причем регистрирующее нено в виде многодый на кольцевой зоне радиусом r= устройство выполнено ид

=20 MM погрешность определения азиму- элементного фотоприемника. та поляризации Ы составляет 10 для . p (2 Уст ойство пО и. l 0 т л иполностью поляризованного света и чающ е е с я тем, что, с целью

30 для частично поляризованного. 45 повьпп ения точности измерений, диаметр

Конструкция устро ства, и выполнен- d, прозрачного основания определяется ная в виде оптически связанных кони- формулой ческого анализатора и сфьрического

4R ) 1/2 отражателя, обеспечивает возможность а=а„ср од дновременной засветки всех фотопри- 50 т и поверхноемных элементов регистр т ирующего уст- где R - радиус отражающе я че быстродейст- сти шарового сегмента; ройства, благодаря чему ыс

d. — диаметр основа но ания конуса

Ф вие излучения параметров поляризации

-<о 10-3 с(6 - угол Брюстера. достигает 10 " - 10 с.

144!209

Составитель В.Рандошкин

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Иаксимишинец о

Редактор И.Келеиеш

Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 6277/43

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4