PL173408B1

PL173408B1 - Light beam deflector

Info

Publication number: PL173408B1
Application number: PL94302519A
Authority: PL
Inventors: Antoni Latuszek
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1998-03-31
Also published as: PL302519A1

Abstract

Deflektor światła zawierający przetwornik piezoelektryczny w postaci płytki zaopatrzony w zwierciadło, znamienny tym, że zawiera kwadratową płytkę piezoelektryczną (1) drgań ścinania, która w środku jednej krawędzi bocznej ma zamocowane zwierciadło (2), a elektrody (3) płytki piezoelektrycznej (1) znajdują się na ZZ krawędziach płytki (1) przylegających do krawędzi, na której usytuowane jest zwieraj ciadło (2)Light deflector containing transducer piezoelectric in the form of a plate equipped with a mirror, characteristic in that it includes a square piezo plate (1) shear vibration, which in the middle of one side edge is attached the mirror (2) and the electrodes (3) the piezo plate (1) is on With the edges of the plate (1) adjacent to the edge on which the short circuit is located cake (2)

Description

Przedmiotem wynalazku jest deflektor światła stosowany do pomiaru kąta odchylenia wiązki światła, zwłaszcza do pomiaru prędkości przepływu krwi w wloskowatych naczyniach krwionośnych.The invention relates to a light deflector used for measuring the angle of a light beam, in particular for measuring the blood flow velocity in capillary blood vessels.

Pomiar ten wymaga rzucania światła kolejno w kilka tysięcy punktów badanej powierzchni ciała w krótkim czasie rzędu [ms] metodą przemiatania skaningu światła. Przemiatanie to realizuje się tylko przez defleksję światła, w związku z tym jednym z elementów układu do pomiaru prędkości przepływu krwi w naczyniach włoskowatych jest deflektor światła.This measurement requires projecting light successively at several thousand points of the tested body surface in a short time of [ms] by the method of scanning light scanning. This sweep is performed only by light deflection, therefore one of the components of the system for measuring the blood flow velocity in the capillaries is the light deflector.

Znany jest akustooptyczny deflektor światła zawierający przetwornik piezoelektryczny zainstalowany w postaci płytki prostokątnej na płaskiej powierzchni przezroczystej bryły. Fale akustyczne wytworzone przez przetwornik propagują się w bryle. Światło w przybliżeniu prostopadłe do kierunku propagacji fali akustycznej ulega modulacji fazowej i w rezultacie powstają rzędy dyfrakcyjne. Współczynnik załamania światła zmienia się w granicach od n=n’ - An. do n=n’ + An. Kąt odchylenia światła jest w przybliżeniu proporcjonalny do częstotliwości fali akustycznej.There is known an acousto-optical light deflector comprising a piezoelectric transducer installed in the form of a rectangular plate on a flat surface of a transparent body. The acoustic waves produced by the transducer propagate in the solid. Light approximately perpendicular to the propagation direction of the acoustic wave undergoes phase modulation and as a result diffraction rows are formed. The refractive index varies from n = n '- An. do n = n '+ An. The light deflection angle is approximately proportional to the frequency of the acoustic wave.

Znany akustooptyczny deflektor światła mimo że jest szybki, wymaga dużych mocy i szybko się przegrzewa, co stanowi istotną wadę w stosowaniu go do pomiaru prędkości przepływu krwi.The known acousto-optical light deflector, although it is fast, requires high power and overheats quickly, which is a significant disadvantage in its use for measuring blood flow velocity.

Znany jest deflektor z obracającym się zwierciadłem, który na ściankach bryły o przekroju wielokąta ma umieszczone zwierciadła. Na zwierciadło rzucane są promienie świetlne, które odbijają się pod pewnym kątem. Obrót bryły ze zwierciadłami z mienia kąt padania i odbicia promieni świetlnych, co powoduje odchylenie tych promieni.A deflector with a rotating mirror is known, which has mirrors arranged on the walls of a solid with a polygon cross-section. Light rays are projected onto the mirror and reflect at a certain angle. The rotation of the body with the mirrors has the angle of incidence and reflection of the light rays, which causes the rays to deflect.

Znany deflektor mechaniczny jest powolny, ma konstrukcję rozbudowaną i jest niewygodny w stosowaniu.The known mechanical deflector is slow, has a complex structure and is inconvenient to use.

Istota deflektora według wynalazku polega na tym, że zawiera kwadratową płytkę piezoelektryczną drgań ścinania, która w środku jednej krawędzi bocznej ma zamocowane zwierciadło. Elektrody płytki piezoelektrycznej znajdują się na jej krawędziach przylegających do krawędzi, na której usytuowane jest zwierciadło.The essence of the deflector according to the invention is that it comprises a square piezoelectric plate of shear vibrations, which has a mirror attached in the center of one side edge. The electrodes of the piezoelectric plate are located on its edges adjacent to the edge on which the mirror is located.

Deflektor według wynalazku jest szybki, miniaturowy i wymaga znikomo małej mocy.The deflector according to the invention is fast, miniature and requires little power.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie deflektor w widoku z przodu.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing which shows schematically the deflector in front view.

Deflektor zawiera kwadratową płytkę drgań ścinania 1, która na środku jednej swej krawędzi ma zainstalowane zwierciadło 2. Na dwóch przeciwległych krawędziach płytki piezoelektrycznej 1 naniesione są elektrody 3. Płytka zamocowana jest za pośrednictwem dźwigni statycznej 5 na trzpieniu 6 osadzonym w środku geometrycznym płytki piezoelektrycznej 1.The deflector comprises a square shear vibration plate 1, which has a mirror 2 installed in the center of one of its edges. On two opposite edges of the piezoelectric plate 1, electrodes 3 are applied. The plate is fixed by a static lever 5 on a pin 6 embedded in the geometric center of the piezoelectric plate 1.

Kwadratowa płytka piezoelektryczna 1 jest odkształcana poprzecznie pod wpływem przyłożonego napięcia do elektrod 3 tak, że jedna przekątna wydłuża się, a druga skraca, zaś kwadrat przekształca się w romb. W związku z tym zmieniają się kąty między bokamiThe square piezoelectric plate 1 is deformed laterally by the applied voltage to the electrodes 3 such that one diagonal lengthens and the other shortens and the square transforms into a rhombus. Accordingly, the angles between the sides change

173 408 kwadratu o wartość + Δφ i -Δφ. Zwierciadło 2 ulega więc także pochyleniu o kąt Δ 0. Odkształcenie płytki 1 jest proporcjonalne do wartości przyłożonego napięcia do elektrod 3. Zmiana znaku napięcia przyłożonego do elektrod 3 powoduje też zmianę znaku kąta. Dzięki odkształceniom płytki 1 zwierciadło 2 ulega obrotowi o kąt Δφ. Promień świetlny 4 przebiegający prostopadle do zwierciadła w jego położeniu, gdy nie jest przyłożone napięcie do elektrod 3, po odchyleniu zwierciadła o kąt < promień odbity 4’ zostanie odchylony o kąt dwukrotnie większy 2φ.173 408 square with the values + Δφ and -Δφ. The mirror 2 is therefore also tilted by the angle Δ 0. The deformation of the plate 1 is proportional to the value of the voltage applied to the electrodes 3. The change in the sign of the voltage applied to the electrodes 3 also changes the sign of the angle. Due to the deformation of the plate 1, the mirror 2 is rotated by the angle Δφ. The light ray 4 running perpendicular to the mirror in its position, when no voltage is applied to the electrodes 3, after deflecting the mirror by the angle <reflected radius 4 'will be deflected by an angle twice as large as 2φ.

Maksymalna częstotliwość zmian kąta zależy do wymiarów płytki. Jeśli bok płytki wynosi 10 mm, czętotliwość ta wynosi 100 khz. Zmniejszenie wymiarów płytki powoduje zwiększenie częstotliwości zmian kąta odchylenia.The maximum frequency of angle changes depends on the dimensions of the plate. If the side of the plate is 10 mm, this frequency is 100 khz. Reducing the size of the plate increases the frequency of the yaw angle changes.

173 408173 408

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.The Publishing Department of the Polish Patent Office of the Republic of Poland Circulation 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claim

A light deflector comprising a piezoelectric transducer provided with a mirror, characterized in that it comprises a square piezoelectric plate (1) of shear vibrations, which in the center of one side edge has a mirror (2) attached and the electrodes (3) of the piezoelectric plate (1) are located on the edges of the plate (1) adjacent to the edge on which the mirror (2) is located.

* * *