Установка для формирования квазибездифракционного светового пучка
Номер патента: U 5229
Опубликовано: 30.04.2009
Авторы: Белый Владимир Николаевич, Рожко Юлия Ивановна, Ребенок Наталья Александровна, Хило Николай Анатольевич, Казак Николай Станиславович, Краморева Лариса Ивановна, Ропот Петр Иосифович
Текст
(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИБЕЗДИФРАКЦИОННОГО СВЕТОВОГО ПУЧКА(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр радиационной медицины и экологии человека(72) Авторы Краморева Лариса Ивановна Ребенок Наталья Александровна Казак Николай Станиславович Белый Владимир Николаевич Хило Николай Анатольевич Ропот Петр Иосифович Рожко Юлия Ивановна(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека(57) Установка для формирования квазибездифракционного светового пучка, состоящая из источника когерентного света, коллиматора, аксикона, Фурье-преобразующей линзы, регистрирующего устройства, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит оптический элемент с сильной сферической аберрацией. Полезная модель относится к физике, а именно к оптике и области лазерной физики,и может быть использована для параллельной передачи и обработки информации в оптоэлектронике, для локального воздействия на микро- и макрообъекты в области биотехнологий, для удаленного зондирования объектов в области оптической локации. Известна установка для формирования квазибездифракционного светового пучка, состоящая из источника когерентного света, коллиматора, кольцевой диафрагмы, Фурьепреобразующей линзы и регистрирующего устройства. 52292009.04.30 Исходный коллимированный световой пучок пропускают через кольцевую диафрагму,расположенную в фокальной плоскости Фурье-преобразующей линзы, с помощью которой формируют квазибездифракционный световой пучок. В зоне формирования квазибездифракционного пучка регистрирующим устройством осуществляют регистрацию поперечного распределения интенсивности, имеющую вид чередующихся интерференционных кольцевых максимумов и минимумов 1. Недостатками установки являются осциллирующая зависимость осевой интенсивности пучка от продольной координаты, невозможность формирования пучка с заданным числом колец и небольшая зона формирования пучка, которая определяется размерами кольцевой апертуры и фокусным расстоянием Фурье-преобразующей линзы и составляет несколько десятков сантиметров. Известна установка для формирования квазибездифракционного светового пучка, состоящая из источника когерентного света, коллиматора, аксикона и регистрирующего устройства. Исходный коллимированный световой пучок пропускают через аксикон, с помощью которого формируют квазибездифракционный световой пучок. В зоне формирования квазибездифракционного пучка регистрирующим устройством осуществляют регистрацию поперечного распределения интенсивности, имеющую вид чередующихся интерференционных кольцевых максимумов и минимумов 2 - прототип. Недостатками прототипа являются зависимость осевой интенсивности пучка от продольной координаты, невозможность формирования пучка с заданным числом колец и небольшая зона формирования пучка, которая определяется параметрами аксикона,диаметром коллимированного пучка, падающего на аксикон, и составляет несколько десятков сантиметров. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании установки для формирования квазибездифракционного светового пучка с заданным числом колец с возможностью сглаживания осцилляций осевой интенсивности и в увеличении зоны формирования пучка. Задача решается за счет того, что установка для формирования квазибездифракционного светового пучка состоит из источника когерентного света, коллиматора, аксикона,Фурье-преобразующей линзы, регистрирующего устройства, причем после аксикона установлен оптический элемент с сильной сферической аберрацией. На фиг. 1 показан общий вид установки для формирования квазибездифракционного светового пучка. Установка содержит источник когерентного света 1, коллиматор 2, аксикон 3, оптический элемент с сильной сферической аберрацией 4, Фурье-преобразующую линзу 5, регистрирующее устройство 6. В установке источником когерентного света 1 является гелионеоновый 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 и показателем преломления а 1,5, который формирует бесселев световой пучок. За аксиконом 3 в зоне формирования бесселева светового пучка помещают оптический элемент с сильной сферической аберрацией 4 в виде шара из оптически прозрачного материала с показателем преломления ш 1,5 и диаметром ш 5 см, который фокусирует бесселев световой пучок в кольцо с внешним диаметром к 3 мм и внутренним диаметром к 2 мм, являющееся источником последующей генерации перестраиваемого бесселева светового пучка. Кольцевое поле локализовано в передней фокальной плоскости собирающей Фурье-преобразующей линзы 5 диаметром л 7 см и фокусным расстоянием л 30 см. После собирающей линзы 5 формируется квазибездиф 2 52292009.04.30 ракционное световое поле, имеющее поперечную структуру бесселева светового пучка, но отличающееся малым углом конусности. Продольный размер зоны формирования пучкалл/к - более 20 м, при этом угол конусности составляетк/2 л 0,11, а радиус центрального максимума равен 0,6 мм. Указанные характеристики квазибездифракционного светового пучка зависят от диаметра и показателя преломления оптического элемента с сильной сферической аберрацией 4, параметров линзы 5 и аксикона 3 и в общем случае могут варьироваться в довольно широких диапазонах длина зоны формирования- от нескольких десятков миллиметров до десятков метров, а радиус пучкаот нескольких микрон до нескольких миллиметров. Изменение числа колец в поперечном сечении квазибездифракционного пучка реализуют путем перемещения оптического элемента с сильной сферической аберрацией 4 вдоль оптической оси внутри зоны формирования бесселева светового пучка количество колец бесселева светового пучка, попадающих в апертуру оптического элемента с сильной сферической аберрацией 4, соответствует количеству колец сформированного квазибездифракционного светового пучка. Регистрацию поперечного распределения интенсивностей осуществляют регистрирующим устройством 6. На фиг. 2 представлен результат преобразования бесселева светового пучка в квазибездифракционный световой пучок с пятью кольцами и углом конусности 0,11 на расстоянии 50 см от Фурье-преобразующей линзы 5. На фиг. 3 представлено поперечное распределение интенсивности квазибездифракционного светового пучка с четырьмя кольцами. На фиг. 4 показано относительное изменение осевой интенсивности внутри зоны формирования пучка, которое составляет около 4 . Предлагаемая установка для формирования квазибездифракционного светового пучка позволяет трансформировать бесселев световой пучок в квазибездифракционный световой пучок с малыми углами конусности с возможностью изменения числа колец в поперечном сечении пучка и сглаживания осцилляции осевой интенсивности, а также увеличить зону его формирования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4
МПК / Метки
МПК: G02F 1/01
Метки: квазибездифракционного, светового, установка, формирования, пучка
Код ссылки
<a href="https://by.patents.su/4-u5229-ustanovka-dlya-formirovaniya-kvazibezdifrakcionnogo-svetovogo-puchka.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Установка для формирования квазибездифракционного светового пучка</a>
Предыдущий патент: Гидравлическая машина роторного типа (варианты)
Следующий патент: Устройство обеспечения заданного темпа изменения момента трения фрикционных муфт при переключении передач механической трансмиссии
Случайный патент: Устройство для изготовления теплообменной трубы со спирально-навивными ребрами