RU1841090C

RU1841090C - Adjustable optical filter

Info

Publication number: RU1841090C
Application number: SU3196952/28A
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонидович Береговский; Сергей Александрович Кузьменко; Павел Николаевич Струк
Original assignee: Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 2015-05-27

Abstract

FIELD: instrumentation.

SUBSTANCE: this filter comprises drive, plate with variable reflection factor and triple-prism arranged along optical beam, downstream of said plate. Said plate is composed of fixed plate with circular photometric wedge arranged thereat. Besides, this device incorporates first mirror arranged ahead of the plate in beam path at 0°<a<45° thereto and second mirror arranged in beam path after reflection from prism and plate perpendicular to said first mirror. Line of intersection of the planes of said mirrors is parallel with said disc and triple-prism inlet face. Triple-prism and mirrors are arranged for joint rotation about the axis aligned with optical beam axis and disc axis and are connected with the drive.

EFFECT: decreased error in attenuation adjustment, improved weight and size characteristics.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств управления параметрами излучения и может быть использовано в осветительных системах и фотометрических установках, а также в системах управления лазерным излучением.The invention relates to the field of radiation parameter control devices and can be used in lighting systems and photometric installations, as well as in laser radiation control systems.

Известен регулируемый ослабитель оптического излучения /см. авт. свид. №1841048 по М.кл. G02B 5/22, дата приоритета 25.11.1985/, содержащий два оптических клина, по крайней мере один из которых выполнен из поглощающего излучение материала, два плоских зеркала, установленных под углом 45° к катетной грани первого клина и под углом 90° друг к другу, а также триппель-призму, установленную в ходе луча со стороны катетной грани второго клина, при этом плоские зеркала и триппель-призма скреплены в блок и установлены с возможностью перемещения вдоль катетных граней клиньев.Known adjustable attenuation of optical radiation / cm author testimonial. No. 1841048 by M.Kl. G02B 5/22, priority date 11/25/1985 / containing two optical wedges, at least one of which is made of radiation-absorbing material, two flat mirrors mounted at an angle of 45 ° to the cathete face of the first wedge and at an angle of 90 ° to to a friend, as well as a triple prism, installed during the beam from the side of the cathete face of the second wedge, while flat mirrors and triple prism are fastened to the block and installed to move along the cathete faces of the wedges.

Недостатками указанного ослабителя являются:The disadvantages of this attenuator are:

1. Возвратно-поступательное перемещение подвижных элементов, связанное с дополнительными погрешностями, поскольку известные двигатели обеспечивают вращение вокруг оси;1. The reciprocating movement of the movable elements associated with additional errors, since the known engines provide rotation around the axis;

2. Потери времени на возврат подвижных элементов из конечного положения в начальное, приводящие к снижению реального быстродействия.2. Loss of time for the return of movable elements from the final position to the initial, leading to a decrease in real speed.

Известно также устройство для плавного ослабления оптического пучка, содержащее вращающиеся диски, выполненные из поглощающего материала и имеющие различную толщину в разных сечениях, либо кварцевые или стеклянные диски с нанесенной на них пленкой металла. Толщина пленки плавно изменяется по кругу от минимальной до максимальной равномерно или по определенному закону /см. "Проектирование оптико-электронных приборов" под общей редакцией д-ра техн. наук Ю.Г. Якушенкова. М.: "Машиностроение", 1981 г., стр. 42-43/.A device for smoothly attenuating an optical beam is also known, comprising rotating disks made of absorbing material and having different thicknesses in different sections, or quartz or glass disks coated with a metal film. The film thickness smoothly changes in a circle from minimum to maximum evenly or according to a certain law / cm. "Design of optoelectronic devices" under the general editorship of Dr. tech. sciences Yu.G. Yakushenkova. M .: "Engineering", 1981, pp. 42-43 /.

Недостатками указанного устройства являются:The disadvantages of this device are:

1. Большие габариты и масса подвижных элементов и, следовательно, ограниченное быстродействие;1. Large dimensions and mass of moving elements and, therefore, limited speed;

2. Сложность кинематической схемы, реализующей синхронное вращение дисков в противоположных направлениях.2. The complexity of the kinematic scheme that implements synchronous rotation of the disks in opposite directions.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является оптический фильтр /см. заявку Великобритании №2151035 по М.кл.⁴ G02B 5/32, 27/14, опубл. 10.07.1985 г./, содержащий пластину с переменным коэффициентом отражения, установленную с возможностью перемещения в направлении изменения коэффициента отражения, зеркало ввода-вывода и уголковый отражатель, установленный на пути оптического пучка, отраженного от указанной пластины. Указанный оптический фильтр выбран в качестве прототипа.Closest to the claimed technical solution is an optical filter / cm. UK application No. 2151035 for M.cl. ⁴ G02B 5/32, 27/14, publ. 07/10/1985 y / containing a plate with a variable reflection coefficient, mounted to move in the direction of change of the reflection coefficient, an input-output mirror and an angular reflector mounted on the path of the optical beam reflected from the specified plate. The specified optical filter is selected as a prototype.

Недостатками указанного оптического фильтра являются:The disadvantages of this optical filter are:

1. Необходимость возвратно-поступательного перемещения пластины больших размеров;1. The need for reciprocating movement of a large plate;

2. Сужение диапазона регулировки ослабления в 3,14 раза по сравнению с круглой пластиной, диаметр которой равен длине пластины, используемой в данном устройстве.2. Narrowing the adjustment range of attenuation by 3.14 times compared with a round plate, the diameter of which is equal to the length of the plate used in this device.

3. Ограничение диапазона регулировки ослабления, связанное со сложностью получения плавно изменяемых коэффициентов отражения, меньших 4% /что соответствует ослаблению на 28 дБ при двукратном отражении/. Это связано со сложностью получения плавно изменяющихся по заданному закону свойств у интерференционных покрытий.3. The limitation of the attenuation adjustment range, associated with the difficulty of obtaining smoothly variable reflection coefficients of less than 4% / which corresponds to an attenuation of 28 dB at double reflection /. This is due to the complexity of obtaining properties that smoothly vary according to a given law for interference coatings.

Целью настоящего изобретения является улучшение массогабаритных характеристик при заданном диапазоне регулировки ослабления и уменьшение погрешностей регулировки ослабления.The aim of the present invention is to improve the overall dimensions at a given range of attenuation adjustment and to reduce the attenuation adjustment errors.

Указанная цель достигается тем, что в известном оптическом фильтре, содержащем пластинку с переменным коэффициентом отражения, зеркала ввода-вывода и триппель-призму, установленную по ходу ослабляемого пучка после отражения от пластины, указанная пластина выполнена в виде неподвижно установленного диска с размещенным на нем кольцевым фотометрическим клином, а указанные зеркала ввода-вывода взаимно перпендикулярны и установлены с возможностью совместного вращения с указанной триппель-призмой вокруг оси, совпадающей с осью указанного диска и с осью оптического пучка до зеркала ввода и после зеркала вывода.This goal is achieved by the fact that in the known optical filter containing a plate with a variable reflection coefficient, input-output mirrors and a triple-prism mounted along the attenuated beam after reflection from the plate, said plate is made in the form of a fixed disk with an annular disk mounted on it a photometric wedge, and these input-output mirrors are mutually perpendicular and mounted with the possibility of joint rotation with the indicated triple-prism around an axis coinciding with the axis of the specified disk and with the axis of the optical beam to the input mirror and after the output mirror.

Кроме того, с целью расширения диапазона ослабления указанный диск выполнен в виде двух последовательно расположенных на одной оси и жестко связанных между собой дисков, первый из которых выполнен с переменным по кругу коэффициентом пропускания, а второй выполнен с постоянным коэффициентом отражения и отверстием в центре для вывода излучения.In addition, in order to expand the attenuation range, the specified disk is made in the form of two disks arranged in series on the same axis and rigidly interconnected, the first of which is made with a variable transmittance in a circle, and the second is made with a constant reflection coefficient and a hole in the center for output radiation.

Кроме того, с целью снижения потерь на отражение, повышения надежности и технологичности, первый и второй диски выполнены в виде прозрачного диска с кольцевым фотометрическим клином на передней поверхности и отражающим покрытием на задней поверхности, а отверстие в центре для вывода излучения выполнено в виде участка задней поверхности без отражающего покрытия.In addition, in order to reduce reflection losses, improve reliability and manufacturability, the first and second disks are made in the form of a transparent disk with a ring photometric wedge on the front surface and a reflective coating on the rear surface, and the hole in the center for radiation output is made in the form of a rear section surfaces without reflective coating.

Выполнение пластины с переменным отражением в виде диска позволяет уменьшить в 2,5-3 раза габариты устройства без изменения максимального и минимального ослабления /поскольку длина кольцевого фотометрического клина в 3,14 раза больше его диаметра/. Поскольку в данной схеме подвижными элементами являются триппель-призма и зеркала ввода-вывода, общая масса подвижных элементов меньше, чем в устройстве-прототипе, а момент инерции - меньше, чем в аналоге с вращающимися дисками. Замена возвратно-поступательного движения вращением диска позволяет уменьшить погрешности за счет упрощения кинематической схемы.The implementation of the plate with variable reflection in the form of a disk allows to reduce by 2.5-3 times the dimensions of the device without changing the maximum and minimum attenuation / since the length of the annular photometric wedge is 3.14 times its diameter /. Since in this scheme the movable elements are a triple prism and input-output mirrors, the total mass of the movable elements is less than in the prototype device, and the moment of inertia is less than in the analogue with rotating disks. Replacing the reciprocating motion with the rotation of the disk allows to reduce errors due to the simplification of the kinematic scheme.

Кроме того, выполнение диска с переменным отражением согласно п. 2 формулы изобретения /в виде двух последовательно расположенных и жестко связанных между собой дисков/ позволяет использовать фотометрический клин с переменным пропусканием, имеющий более широкий диапазон изменения ослабления, чем клин с переменным отражением. В последнем случае коэффициент отражения может изменяться не белее чем в 25 раз /от 4% до 100%/, поскольку нанесение на одну поверхность просветляющего и отражающего покрытий связано со значительными технологическими сложностями, а плавное изменение их свойств по линейному закону без разрыва практически нереализуемо. Следовательно, диапазон ослабления для фотометрического клина, работающего на отражение, не может превышать 28-30 дБ при двукратном отражении. Для фотометрического клина, работающего на пропускание, при тех же условиях возможен диапазон ослабления 50-60 дБ и более, при той же точности регулировки ослабления. По способу изготовления указанные клинья могут не отличаться друг от друга, например, они могут быть выполнены путем напыления металлической пленки переменной толщины на поверхность стеклянного или кварцевого диска.In addition, the implementation of the variable reflection disk according to paragraph 2 of the claims / in the form of two consecutively located and rigidly interconnected disks / allows the use of a photometric variable transmission wedge having a wider range of attenuation variation than a variable reflection wedge. In the latter case, the reflection coefficient can vary no more than 25 times / from 4% to 100% /, since the application of antireflective and reflective coatings on one surface is associated with significant technological difficulties, and a smooth change in their properties according to the linear law without a break is practically impossible. Therefore, the attenuation range for a photometric reflective wedge cannot exceed 28-30 dB in double reflection. For a photometric wedge operating on transmission, under the same conditions, an attenuation range of 50-60 dB or more is possible, with the same accuracy of attenuation adjustment. According to the manufacturing method, these wedges may not differ from each other, for example, they can be made by spraying a metal film of variable thickness on the surface of a glass or quartz disk.

Кроме того, размещение отражающей поверхности непосредственно на задней поверхности первого диска позволяет повысить надежность устройства, поскольку при этом исключена разъюстировка устройства вследствие непараллельности первого и второго дисков.In addition, the placement of the reflecting surface directly on the rear surface of the first disk can improve the reliability of the device, since it eliminates the misalignment of the device due to the parallelism of the first and second disks.

Толщина прозрачного диска при этом должна быть достаточной для разделения встречных оптических пучков, однако, поскольку прозрачный диск является неподвижным элементом, это не ухудшает параметров данного оптического фильтра.The thickness of the transparent disk in this case should be sufficient to separate the oncoming optical beams, however, since the transparent disk is a stationary element, this does not impair the parameters of this optical filter.

Существенными признаками заявляемого технического решения являются:The essential features of the claimed technical solution are:

- выполнение ослабляющего элемента в виде неподвижной пластины;- implementation of the attenuating element in the form of a fixed plate;

- выполнение указанной неподвижной пластины в виде диска с кольцевым фотометрическим клином;- the implementation of the specified fixed plate in the form of a disk with an annular photometric wedge;

- установка зеркал ввода-вывода и триппель-призмы с возможностью вращения вокруг оси диска с кольцевым фотометрическим клином;- installation of input-output mirrors and triple-prisms with the possibility of rotation around the axis of the disk with an annular photometric wedge;

- совпадение оси оптического пучка до и после прохождения через регулируемый оптический фильтр с осью вышеуказанного диска;- coincidence of the axis of the optical beam before and after passing through an adjustable optical filter with the axis of the above disk;

- возможность использования фотометрического клина, работающего в данной схеме на пропускание, согласно п. 2 формулы изобретения;- the possibility of using a photometric wedge operating in this transmission scheme, according to paragraph 2 of the claims;

- выполнение на задней поверхности диска отражающего покрытия, что позволяет повысить технологичность и надежность широкодиапазонного оптического фильтра.- execution on the rear surface of the disk reflective coating, which improves the manufacturability and reliability of a wide-range optical filter.

Каждый из перечисленных существенных признаков является необходимым, а их совокупность - достаточной для достижения цели изобретения. Авторам не известна из патентной и научно-технической литературы указанная совокупность признаков /справка о патентном исследовании прилагается/, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".Each of these essential features is necessary, and their combination is sufficient to achieve the objective of the invention. The authors do not know from the patent and scientific and technical literature the specified set of features / certificate of patent research is attached /, therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый регулируемый оптический фильтр отличается от устройства-прототипа тем, что пластина с переменным коэффициентом отражения выполнена в виде неподвижно установленного диска с кольцевым фотометрическим клином, а зеркала ввода-вывода взаимно перпендикулярны и установлены с возможностью совместного вращения с триппель-призмой вокруг оси, совпадающей с осью указанного диска и с осью оптического пучка до отражения от зеркала ввода и после отражения от зеркала вывода. Кроме того, указанный диск выполнен в виде последовательно расположенных на одной оси и параллельных друг другу первого диска с переменным по кругу коэффициентом пропускания и второго диска с постоянным коэффициентом отражения. Кроме того, первый и второй диски выполнены в виде диска с кольцевым фотометрическим клином на передней поверхности и отражающим покрытием на задней поверхности. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive adjustable optical filter differs from the prototype device in that the plate with a variable reflection coefficient is made in the form of a fixed disk with an annular photometric wedge, and the input-output mirrors are mutually perpendicular and are mounted with the possibility of joint rotation with a triple prism around an axis coinciding with the axis of the indicated disk and with the axis of the optical beam before reflection from the input mirror and after reflection from the mirror Yes. In addition, the specified disk is made in the form of sequentially located on the same axis and parallel to each other, the first disk with a circular transmission coefficient and a second disk with a constant reflection coefficient. In addition, the first and second disks are made in the form of a disk with an annular photometric wedge on the front surface and a reflective coating on the rear surface. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1, 2 изображены варианты оптической схемы заявляемого регулируемого оптического фильтра соответственно по пп. 1 и 2 формулы изобретения и показан ход лучей в схемах.In FIG. 1, 2 depict options for the optical design of the inventive adjustable optical filter, respectively, in paragraphs. 1 and 2 of the claims and shows the course of the rays in the schemes.

На фиг. 3, 4 изображен пример конструктивной реализации регулируемого оптического фильтра в двух сечениях.In FIG. 3, 4, an example of a constructive implementation of an adjustable optical filter in two sections is shown.

Регулируемый оптический фильтр /см. фиг. 1, 3, 4/ содержит диск 1 из кварцевого стекла с нанесенным на него /например, путем напыления металлической пленки/ кольцевым Фотометрическим клином 2, триппель-призму 3, зеркало ввода 4 и зеркало вывода 5. Возможен также вариант оптической схемы /см. фиг. 2/, в котором за прозрачным диском 1 с фотометрическим клином 2 расположен второй диск 6 /например, также выполненный из кварцевого стекла/ с отражающим покрытием 7 на передней поверхности. В центре второго диска 6 выполнено отверстие, поскольку эта область используется для вывода излучения. Средством вращения подвижных оптических элементов триппель-призмы 3, зеркала ввода 4 и зеркала вывода 5, обведенных на фиг. 1 и 2 пунктиром, является привод 8 /показан на фиг. 1 и 2 условно/, связанный механически с указанными элементами.Adjustable optical filter / cm. FIG. 1, 3, 4 / contains a disk 1 made of quartz glass coated with it / for example, by spraying a metal film / ring Photometric wedge 2, triple-prism 3, input mirror 4 and output mirror 5. Optical design / cm is also possible. FIG. 2 /, in which behind the transparent disk 1 with a photometric wedge 2 there is a second disk 6 / for example, also made of quartz glass / with a reflective coating 7 on the front surface. A hole is made in the center of the second disk 6, since this region is used to output radiation. By means of rotation of the movable optical elements of the triple prism 3, input mirror 4 and output mirror 5, circled in FIG. 1 and 2, the dotted line is the actuator 8 / shown in FIG. 1 and 2 conditionally / connected mechanically with the indicated elements.

Зеркала ввода и вывода - соответственно 4 и 5 - закреплены в трубке 9 с отверстием 10 в боковой поверхности для оптического сопряжения с триппель-призмой 3. Трубка 9 установлена в подшипниках 11 для обеспечения вращения относительно неподвижного основания 12. Триппель-призма 3 закреплена на кронштейне 13, жестко скрепленном с трубкой 9. Для обеспечения вращения вокруг оси на трубку 9 насажено мелкомодульное зубчатое колесо 14, приведенное в зацепление со вторым зубчатым колесом 15, установленным на валу шагового двигателя 16.The input and output mirrors, respectively 4 and 5, are fixed in the tube 9 with a hole 10 in the lateral surface for optical coupling with the triple prism 3. The tube 9 is mounted in the bearings 11 to provide rotation relative to the fixed base 12. The triple prism 3 is mounted on the bracket 13, rigidly fastened to the tube 9. To ensure rotation around the axis, a finely modular gear 14 is mounted on the tube 9, engaged with the second gear 15 mounted on the shaft of the stepper motor 16.

В качестве шагового двигателя 16 может быть использован, например, серийно выпускаемый шаговый двигатель ДШИ-200-2, обеспечивающий максимальную частоту 3000-6000 шаг/сек в зависимости от момента инерции нагрузки. Шаг двигателя ДШИ-200-2, равный 1,8°, может быть уменьшен в 8 раз /до 13,5′/ методом электронного дробления, с возможностью его дальнейшего уменьшения путем подбора соотношения диаметров зубчатых колес 14 и 15.As a stepper motor 16, for example, a commercially available stepper motor DSHI-200-2 can be used, providing a maximum frequency of 3000-6000 steps / sec depending on the moment of inertia of the load. The engine step DSHI-200-2, equal to 1.8 °, can be reduced by 8 times / to 13.5 ′ / by the method of electronic crushing, with the possibility of its further reduction by selecting the ratio of the diameters of the gears 14 and 15.

Для ручной настройки регулируемого оптического фильтра на втором конце вала шагового двигателя 16 установлена рукоятка 17. При равных диаметрах зубчатых колес 14 и 15 на том же конце вала может быть закреплена подвижная шкала /на фиг. 3, 4 не показана/ для индикации положения подвижных частей регулируемого оптического фильтра, а также ослабления в децибелах, пропорционального углу поворота вала шагового двигателя 16.For manual adjustment of the adjustable optical filter, a handle 17 is installed on the second end of the shaft of the stepper motor 16. With equal diameters of the gears 14 and 15, a movable scale can be fixed on the same end of the shaft / in FIG. 3, 4 is not shown / for indicating the position of the moving parts of the adjustable optical filter, as well as attenuation in decibels, proportional to the angle of rotation of the shaft of the stepper motor 16.

Диск 1 с кольцевым фотометрическим клином 2 установлен в оправе 18 /см. фиг. 4/. Для обеспечения совмещения оси диска 1 с осью оптического пучка оправа 18 содержит три юстировочных винта 19 с прокладками 20, предотвращающими повреждение диска 1 и обеспечивающими надежную фиксацию. Устройство имеет защитную крышку 21 с окнами 22 и 23 для ввода и вывода излучения.Disc 1 with an annular photometric wedge 2 is mounted in an 18 / cm frame. FIG. four/. To ensure the alignment of the axis of the disk 1 with the axis of the optical beam, the frame 18 contains three adjustment screws 19 with gaskets 20, which prevent damage to the disk 1 and ensure reliable fixation. The device has a protective cover 21 with windows 22 and 23 for input and output of radiation.

Регулируемый оптический фильтр работает следующим образом.Adjustable optical filter operates as follows.

Оптический пучок после отражения от зеркала ввода 4 проходит через первое отверстие 10 в трубке 9, отражается от фотометрического клина 2 /нанесенного на поверхность диска 1/ и после отражения с инверсией, выполненного триппель-призмой 3, вторично отражается от фотометрического клина 2. Для повышения максимального пропускания регулируемого оптического фильтра точки пересечения оси оптического пучка с поверхностью диска 1 при первом и втором отражениях лежат на одном радиусе диска 1, что обеспечивается положением триппель-призмы 3. В указанном положении плоскость, проходящая через оптическую ось пучка до и после отражения от зеркала ввода 4, является плоскостью симметрии триппель-призмы 3.The optical beam after reflection from the input mirror 4 passes through the first hole 10 in the tube 9, is reflected from the photometric wedge 2 / deposited on the surface of the disk 1 / and, after reflection with inversion made by the triple prism 3, is secondly reflected from the photometric wedge 2. To increase the maximum transmission of the adjustable optical filter, the points of intersection of the axis of the optical beam with the surface of the disk 1 at the first and second reflections lie on the same radius of the disk 1, which is ensured by the position of the triple prism 3. In the specified m position, the plane passing through the optical axis of the beam before and after reflection from the input mirror 4, is the plane of symmetry of the triple prism 3.

После вторичного отражения от фотометрического клина 2 оптический пучок через второе отверстие 10 в трубке 9 падает на зеркало вывода 5, причем после отражения от этого зеркала ось пучка совпадает с осью диска 1 /а также с осью пучка до входа в регулируемый оптический фильтр/. Поскольку диск 1 выполнен прозрачным, а фотометрический клин 2 - кольцевым, оптический пучок проходит через диск 1 без дополнительного ослабления /на середину диска 1 с обеих сторон может быть нанесено просветляющее покрытие/.After secondary reflection from the photometric wedge 2, the optical beam through the second hole 10 in the tube 9 falls onto the output mirror 5, and after reflection from this mirror, the beam axis coincides with the axis of the disk 1 / and also with the beam axis before entering the adjustable optical filter /. Since the disk 1 is made transparent, and the photometric wedge 2 is circular, the optical beam passes through the disk 1 without additional attenuation / an antireflection coating can be applied to the middle of the disk 1 on both sides /.

Значение ослабления определяется углом поворота трубки 9 и кронштейна 13 относительно границы раздела областей максимального и минимального отражения фотометрического клина 2, имеющей радиальное направление. Указанный угол поворота изменяют при помощи шагового двигателя 16 или /при выключенном питании шагового двигателя 16/ при помощи рукоятки 17. В последнем случае дискретность угла поворота составляет 1,8°.The attenuation value is determined by the angle of rotation of the tube 9 and the bracket 13 relative to the interface of the regions of maximum and minimum reflection of the photometric wedge 2 having a radial direction. The indicated rotation angle is changed using the stepper motor 16 or / with the power of the stepper motor 16 turned off / using the handle 17. In the latter case, the resolution of the rotation angle is 1.8 °.

При указанном расположении оптических элементов оптический пучок отражается от фотометрического клина 2 дважды, причем второй раз - после отражения с инверсией. Как показано, например, в авт. свид. №1841048 по М.кл.³ G02B 5/22, при линейном законе изменения ослабления по кругу в фотометрическом клине 2 в такой схеме происходит полная компенсация неравномерности ослабления. (При законе изменения ослабления, отличном от линейного, погрешность компенсации неравномерности зависит от отношения диаметра пучка к диаметру фотометрического клина 2).At the indicated arrangement of the optical elements, the optical beam is reflected from the photometric wedge 2 twice, and the second time after reflection with inversion. As shown, for example, in ed. testimonial. No. 1841048 by M.Kl. ³ G02B 5/22, with the linear law of variation of the attenuation in a circle in the photometric wedge 2 in such a scheme, a complete compensation for the unevenness of attenuation occurs. (With the law of changing attenuation other than linear, the error in compensating for the unevenness depends on the ratio of the beam diameter to the diameter of the photometric wedge 2).

Аналогичным образом работает и регулируемый оптический фильтр с оптической схемой согласно фиг. 2. В указанной оптической схеме /по фиг. 2/ возможно получение ослабления до 50-60 дБ, как указано выше, без ухудшения остальных параметров устройства, что в 2 раза превышает максимальное ослабление в оптической схеме по фиг. 1.The adjustable optical filter with the optical circuit according to FIG. 2. In the indicated optical circuit / according to FIG. 2 / it is possible to obtain attenuation up to 50-60 dB, as indicated above, without deterioration of the remaining parameters of the device, which is 2 times higher than the maximum attenuation in the optical circuit of FIG. one.

Таким образом, заявляемая схема регулируемого оптического фильтра позволяет в 2,5-3 раза уменьшить габариты ослабляющего элемента по сравнению с устройством-прототипом при заданном диапазоне регулировки ослабления, а также уменьшить массу подвижных элементов и повысить за счет этого быстродействие. Кроме того, использование схемы с фотометрическим клином, работающим на пропускание, позволяет в 2-2,5 раза расширить диапазон ослабления. Выполнение ослабляющего элемента в виде неподвижно установленного диска позволяет заменять его в процессе эксплуатации, что расширяет область применения устройства.Thus, the inventive scheme of an adjustable optical filter allows 2.5-3 times to reduce the dimensions of the attenuating element in comparison with the prototype device for a given range of adjustment of attenuation, as well as to reduce the mass of movable elements and increase due to this performance. In addition, the use of a scheme with a photometric wedge operating on transmission allows a 2–2.5-fold extension of the attenuation range. The implementation of the attenuating element in the form of a fixed disk allows you to replace it during operation, which expands the scope of the device.

В соответствии с вышесказанным, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизны и имеет существенные отличия, дающие положительный эффект.In accordance with the foregoing, the claimed technical solution meets the criterion of novelty and has significant differences that give a positive effect.

Предлагаемая схема регулируемого оптического фильтра может быть использована в осветительных системах, фотометрических и спектрофотометрических установках, в системах управления лазерным излучением /в частности, в системах с перестраиваемыми по длине волны лазерами/.The proposed scheme of an adjustable optical filter can be used in lighting systems, photometric and spectrophotometric installations, in laser radiation control systems (in particular, in systems with lasers tunable by wavelength).

Источники информацииInformation sources

1. Авт. свид. СССР №1841048 по М.кл.³ G02B 5/22, дата приоритета 25.11.1985 г., зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 01.10.1986 г.1. Auth. testimonial. USSR No. 1841048 by M.Kl. ³ G02B 5/22, priority date 11/25/1985, registered in the State register of inventions of the USSR 10/01/1986

2. Ю.Г. Якушенков /ред./ "Проектирование оптико-электронных приборов", М., "Машиностроение", 1981 г., стр. 42-44.2. Yu.G. Yakushenkov /red./ "Design of optoelectronic devices", M., "Engineering", 1981, pp. 42-44.

3. Заявка Великобритании №2151035 по М.кл.⁴ G02B 5/32, 27/14, опубликовано 10.07.1985 г.3. UK application No. 2151035 for M.cl. ⁴ G02B 5/32, 27/14, published July 10, 1985

Claims

1. An adjustable optical filter containing a drive, a plate with a variable reflection coefficient and a triple prism installed along the optical beam after the plate, characterized in that, in order to reduce errors and improve overall dimensions for a given range of attenuation adjustment, the plate is made in the form a fixed disk with an annular photometric wedge placed on it, the device is equipped with a first mirror mounted in front of the plate along the beam at an angle of 0 ° <α <45 ° to it, sec a mirror mounted along the beam after reflection from the prism and plate perpendicular to the first mirror, while the line of intersection of the planes of the mirrors is parallel to the disk and the input face of the triple-prism, and the triple-prism and mirrors are mounted with the possibility of joint rotation around an axis coinciding with the axis of the optical beam and the axis of the disk, and are connected to the drive.

2. The adjustable optical filter according to claim 1, characterized in that, in order to expand the attenuation range, it is equipped with a second disk mounted coaxially behind the first disk and connected to it, the second hole having a central hole and a plane hole a coating with a constant reflection coefficient, and the annular wedge on the first disk is made with a variable transmittance in a circle, while the disk itself is made transparent.

3. The adjustable optical filter according to claim 1, characterized in that, in order to expand the attenuation range, the disk is transparent with a circular wedge with transmittance wedge on the front surface and a reflective ring coating with a constant reflection coefficient on the back surface.