Установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ПСЕВДО-БЕССЕЛЕВА СВЕТОВОГО ПУЧКА(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный медицинский университет(72) Авторы Краморева Лариса Ивановна Солдатов Виктор Павлович Бабков Иван Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный медицинский университет(57) Установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка, состоящая из источника когерентного света, коллиматора, аксикона, регистрирующего устройства, отличающаяся тем, что для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с заданным числом колец использован сферически вогнутый отражающий оптический элемент с сильной сферической аберрацией, расположенный после аксикона.(56) 1. Патент Республики Беларусь 4704. Установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка. МПК 702 1/01 / Л.И. Краморева, И.Л. Бабков,А.В. Солуков заявитель Л.И. Краморева, И.Л. Бабков, А.В. Солуков.-20080047 заявл. 25.01.2008 опубл. 30.10.2008 // Афцыйны бюл. / Нац. Цэнтр.нтэлектуал. уласнасц. 2008. -5. Полезная модель относится к физике, а именно к оптике и области лазерной физики, и может быть использована для параллельной передачи и обработки информации, генерации второй гармоники в оптоэлектронике, для локального воздействия на микро- и макрообъекты в области биотехнологий. Известна установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка, состоящая из источника когерентного света, коллиматора, аксикона, оптического элемента с сильной сферической аберрацией и регистрирующего устройства 1. 56152009.10.30 Когерентный световой пучок пропускают через коллиматор и аксикон. За аксиконом в зоне формирования бесселева светового пучка помещают оптический элемент с сильной сферической аберрацией, который фокусирует бесселев световой пучок в кольцевое поле,являющееся источником генерации перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка в проходящем поле. Изменение числа колец в поперечном сечении псевдо-бесселева пучка реализуют путем перемещения оптического элемента с сильной сферической аберрацией вдоль оптической оси внутри зоны формирования бесселева светового пучка количество колец бесселева светового пучка, фокусируемых оптическим элементом с сильной сферической аберрацией, соответствует количеству колец сформированного псевдо-бесселева светового пучка. Регистрацию поперечного распределения интенсивностей перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с заданным числом колец осуществляют регистрирующим устройством - прототип. Недостатками прототипа являются невозможность формирования перестраиваемого псевдо-бесселева пучка в отраженном поле, невозможность формирования эллиптически вытянутого пучка. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании установки для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с возможностью генерации квазикругового и эллиптически вытянутого перестраиваемого псевдо-бесселева пучка в отраженном поле. Задача решается за счет того, что установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка состоит из источника когерентного света, коллиматора,аксикона, регистрирующего устройства, причем для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с заданным числом колец использован сферически вогнутый отражающий оптический элемент с сильной сферической аберрацией, который располагают после аксикона. На фиг. 1 показан общий вид устройства. Устройство состоит из источника когерентного света 1, коллиматора 2, аксикона 3,отражающего оптического элемента с сильной сферической аберрацией 4, регистрирующего устройства 5, угол между падающим и отраженным пучкомявляется переменной величиной. В установке источником когерентного света 1 является гелий-неоновый лазер ЛГН 208 А, длина волны которого составляет 0,63 мкм. Когерентный световой пучок пропускают через коллиматор 2. Затем коллимированный световой пучок направляют на аксикон 3 с углом при основании 2 градуса и показателем преломления а 1,5, который формирует бесселев световой пучок. За аксиконом в зоне формирования бесселевого светового пучка помещают сферически вогнутое зеркало 4 диаметром 4 см и радиусом кривизны 2, с помощью которого бесселев световой пучок отражают под угломв направлении регистрирующего устройства 5. В отраженном поле формируется перестраиваемый псевдо-бесселев световой пучок. Источником формирования пучка является кольцевое поле,которое располагается в действительном фокусе сферически вогнутой отражающей поверхности. Изменением угламежду падающим и отраженным пучками изменяют форму центрального и кольцевых интерференционных максимумов в поперечной плоскости пучка от квазикруговой до эллиптически вытянутой. Угол конусности псевдо-бесселева пучка линейно уменьшается при увеличении продольной координаты . Изменение числа колец в поперечном сечении псевдо-бесселева пучка реализуют путем перемещения сферически вогнутого зеркала 4 вдоль оптической оси внутри зоны формирования бесселева светового пучка. Количество колец бесселева светового пучка, падающего на зеркало, соответствует количеству колец в отраженном псевдо-бесселевом световом пучке. Регистрацию поперечного распределения интенсивностей перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с заданным числом колец осуществляют регистрирующим устройством 5. 56152009.10.30 На фиг. 2-3 представлен результат преобразования бесселева светового пучка в перестраиваемый псевдо-бесселев световой пучок. Фиг. 2 демонстрирует поперечное распределение интенсивности перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка с числом колец 15 и углом конусности, равным 0,11 градуса, при этом регистрирующее устройство 5 располагалось на расстоянии 24 м от зеркала, угол 10 градусов. Фиг. 3 демонстрирует результат преобразования квазикругового перестраиваемого псевдобесселева светового пучка с углом конусности, равным 0,08 градуса и числом колец 25 в эллиптически вытянутый при увеличении угла , который в этом случае составлял 25 градусов с параметром эллиптичности 0,84. Регистрирующее устройство располагалось на расстоянии 60 м от зеркала. При увеличении продольной координатыпараметр эллиптичности увеличивается изменениена 34 см вызывает увеличение параметра эллиптичности на 0,01. При увеличении угла отраженияпараметр эллиптичности уменьшается при изменении угла отраженияна 10 градусов параметр эллиптичностиуменьшается на 0,03. Предлагаемая установка для формирования перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка позволяет трансформировать бесселев световой пучок в перестраиваемый псевдо-бесселев световой пучок с возможностью формирования в отраженном поле квазикругового и эллиптически вытянутого псевдо-бесселева светового пучка с заданным числом колец. Формирование в действительном фокусе сферически вогнутого зеркала кольцевого поля как источника генерации перестраиваемого псевдо-бесселева светового пучка является энергетически выгодным и расширяет возможности дальнейшего преобразования псевдо-бесселева светового пучка. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3