RU2254601C2 - Three-mirror system - Google Patents
Three-mirror system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254601C2 RU2254601C2 RU2003117283/28A RU2003117283A RU2254601C2 RU 2254601 C2 RU2254601 C2 RU 2254601C2 RU 2003117283/28 A RU2003117283/28 A RU 2003117283/28A RU 2003117283 A RU2003117283 A RU 2003117283A RU 2254601 C2 RU2254601 C2 RU 2254601C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- optical
- optical elements
- reflective
- dihedral angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к высокоточным оптическим устройствам, предназначенным для отклонения оптического пучка в пространстве с постоянным углом, и может быть использовано при проверке параллельности двух осей многоканальных оптических приборов, в том числе, предназначенных для работы в инфракрасной области спектра.The invention relates to optical instrumentation, and in particular to high-precision optical devices designed to deflect an optical beam in space with a constant angle, and can be used to check the parallelism of two axes of multichannel optical devices, including those designed to operate in the infrared region of the spectrum.
Известна призма БКР-180 (Кругер М.Я. и др. «Справочник конструктора оптико-механических приборов», Москва, Машгиз, 1963 г., стр.261), представляющая собой систему трех зеркал (Русинов М.М. «Юстировка оптических приборов», Москва, 1969 г., стр.146-148), состоящую из двух плоских зеркал, отражательные поверхности которых образуют между собой прямой двугранный угол с общим ребром, и третьего зеркала, отражательная поверхность которого составляет угол 90 градусов по отношению к ребру двугранного угла. Точность параллельности входного и выходного лучей зависит от точности изготовления двугранного угла и положения отражательной поверхности третьего зеркала. В этом случае такая точность достигается путем конструктивного выполнения двугранного угла и отражательной поверхности третьего зеркала в одном монолитном куске оптического материала. Все три оптических элемента здесь жестко связаны между собой. Входной пучок лучей, направленный со стороны двугранного угла, отражается третьим зеркалом в обратном направлении параллельно входному лучу. Такая система обладает постоянством углов отклонения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при обратном ходе отраженных лучей.The known prism BKR-180 (Kruger M.Ya. et al. "Designer Handbook of Optical-Mechanical Devices", Moscow, Mashgiz, 1963, p. 261), which is a system of three mirrors (MM Rusinov, "Adjustment of Optical instruments ”, Moscow, 1969, pp. 146-148), consisting of two flat mirrors, the reflective surfaces of which form a straight dihedral angle with a common edge, and a third mirror, the reflective surface of which is 90 degrees to the edge dihedral angle. The accuracy of parallelism of the input and output rays depends on the accuracy of manufacturing the dihedral angle and the position of the reflective surface of the third mirror. In this case, such accuracy is achieved by constructively performing the dihedral angle and the reflective surface of the third mirror in one monolithic piece of optical material. All three optical elements here are rigidly interconnected. The input beam directed from the dihedral angle is reflected by the third mirror in the opposite direction parallel to the input beam. Such a system has a constant deviation angle in two mutually perpendicular planes with a return path of reflected rays.
Недостатком ее является то, что оптический материал призмы БКР-180 (марка стекла) зависит от ее использования в конкретной области спектра. Так, при использовании призмы БКР-180 в инфракрасной области спектра, в качестве оптического материала применяется фтористый барий (токсичный при обработке) или германий (очень дорогой).Its disadvantage is that the optical material of the prism BKR-180 (glass grade) depends on its use in a specific region of the spectrum. So, when using the prism BKR-180 in the infrared region of the spectrum, barium fluoride (toxic during processing) or germanium (very expensive) is used as an optical material.
Этот недостаток устранен в известной двухканальной оптической системе по международной заявке WO 9507490 (G 02 В 23/02, приоритет US 94101115 от 08.09.94), позволяющей использовать относительно недорогие отражатели и принятой за прототип. Каждый канал представляет собой систему трех зеркал, в которой между всеми отражательными поверхностями расположен воздушный промежуток, что позволяет использовать такую систему в любой области спектра. Отражатели представляют собой набор плоских зеркал, два из которых имеют главные сечения, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и образуют между собой прямой двугранный угол с общим ребром, а третье плоское зеркало имеет отражательную поверхность, расположенную под углом 90 градусов к общему ребру двугранного угла. Такая система проста при изготовлении.This disadvantage is eliminated in the well-known two-channel optical system according to the international application WO 9507490 (G 02 B 23/02, priority US 94101115 from 09/08/94), which allows the use of relatively inexpensive reflectors and adopted as a prototype. Each channel is a system of three mirrors in which an air gap is located between all reflective surfaces, which makes it possible to use such a system in any region of the spectrum. Reflectors are a set of flat mirrors, two of which have main sections located in two mutually perpendicular planes and form a straight dihedral angle with a common edge, and the third flat mirror has a reflective surface located at an angle of 90 degrees to the common edge of the dihedral angle . Such a system is simple to manufacture.
Недостатком прототипа является невысокая точность параллельности входного и выходного пучка лучей, обусловленная пониженными требованиями к точности юстировки зеркал по сравнению с традиционными системами, выполненными на основе оптических призм, поскольку, в этом случае, зеркала расположены на разных основаниях, отдельно друг от друга (нет жесткой связи между элементами), отдельно крепятся и юстируются. Кроме того, возможна разъюстировка системы в процессе эксплуатации, что в целом снижает возможность ее использования в точных измерительных оптических приборах.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of parallelism of the input and output beam, due to lower requirements for the accuracy of alignment of mirrors compared to traditional systems based on optical prisms, because, in this case, the mirrors are located on different bases, separately from each other (there is no rigid connections between the elements) are separately mounted and adjusted. In addition, misalignment of the system during operation is possible, which generally reduces the possibility of its use in precision measuring optical instruments.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в создании недорогой оптической системы, обеспечивающей высокую точность параллельности входного и выходного пучка лучей относительно друг друга в двух взаимно перпендикулярных плоскостях для любой области спектра.The problem to which this invention is directed is to create an inexpensive optical system that provides high accuracy of parallelism of the input and output beam of rays relative to each other in two mutually perpendicular planes for any region of the spectrum.
Поставленная задача достигается тем, что система трех зеркал состоит из двух оптических элементов с отражательными поверхностями, которые имеют главные сечения, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и образуют между собой прямой двугранный угол с общим ребром, и оптического элемента с отражательной поверхностью, которая составляет угол 90 градусов по отношению к ребру двугранного угла. При этом, между отражательными поверхностями оптических элементов расположен воздушный промежуток.The problem is achieved in that the system of three mirrors consists of two optical elements with reflective surfaces, which have major sections located in two mutually perpendicular planes, and form a straight dihedral angle with a common edge, and an optical element with a reflective surface, which is angle of 90 degrees with respect to the edge of the dihedral angle. In this case, an air gap is located between the reflective surfaces of the optical elements.
От прототипа данное техническое решение отличается тем, что все оптические элементы расположены на плоской поверхности общего основания и жестко с ним связаны, причем два оптических элемента, образующие прямой двугранный угол с общим ребром, выполнены в виде соединения двух пластин, одна из которых прямоугольная, имеющих отражательные и полированные поверхности так, что полированные поверхности жестко связаны между собой, а отражательные поверхности образуют точный прямой угол и имеют одинаковые размеры, при этом третий оптический элемент укреплен на общем основании так, что его отражательная поверхность направляет пучок лучей параллельно входному, но в обратном направлении.This technical solution differs from the prototype in that all optical elements are located on a flat surface of a common base and are rigidly connected with it, and two optical elements forming a right dihedral angle with a common edge are made in the form of a connection of two plates, one of which is rectangular, having reflective and polished surfaces so that the polished surfaces are rigidly interconnected, and the reflective surfaces form an exact right angle and have the same dimensions, with the third optical element the ment is fixed on a common basis so that its reflective surface directs the beam of rays parallel to the input, but in the opposite direction.
Два оптических элемента с отражательными поверхностями, которые образую между собой прямой двугранный угол с общим ребром, разворачивают входной пучок лучей на 90 градусов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.Two optical elements with reflective surfaces, which form a straight dihedral angle with a common edge between them, unfold the input beam of rays 90 degrees in two mutually perpendicular planes.
Третий оптический элемент с отражательной поверхностью, которая составляет угол 90 градусов по отношению к ребру двугранного угла, позволяет отклонить пучок лучей еще на 90 градусов и, тем самым, развернуть входящий пучок в обратном направлении.The third optical element with a reflective surface, which makes an angle of 90 degrees with respect to the edge of the dihedral angle, allows you to deflect the beam of rays by another 90 degrees and, thereby, deploy the incoming beam in the opposite direction.
Точный прямой угол между двумя оптическими элементами обеспечивается положением отражательных поверхностей двух соединенных полированными поверхностями пластин, одна из которых прямоугольная.The exact right angle between the two optical elements is ensured by the position of the reflective surfaces of two plates connected by polished surfaces, one of which is rectangular.
Точность расположения отражательной поверхности третьего оптического элемента в пространстве обеспечивается его жесткой связью со всеми элементами системы.The accuracy of the location of the reflective surface of the third optical element in space is ensured by its rigid connection with all elements of the system.
Одинаковые размеры отражательных поверхностей двух прямоугольных пластин обеспечивают прохождение полного светового пучка лучей без его срезания.The identical dimensions of the reflective surfaces of two rectangular plates ensure the passage of a full light beam of rays without cutting it off.
Воздушный промежуток, расположенный между отражательными поверхностями оптических элементов, позволяет использовать систему с недорогим оптическим материалом в любой области спектра, в т.ч. в инфракрасной.The air gap located between the reflective surfaces of the optical elements allows you to use the system with inexpensive optical material in any region of the spectrum, including in infrared.
Расположение оптических элементов на плоской поверхности общего основания и жесткая связь всех элементов между собой обеспечивают неизменность положения оптических лучей в пространстве. При этом отсутствует необходимость дополнительной юстировки системы в процессе эксплуатации.The location of the optical elements on a flat surface of a common base and the rigid connection of all elements with each other ensure the invariability of the position of the optical rays in space. There is no need for additional adjustment of the system during operation.
Такая система обладает простотой конструкции и технологичностью.Such a system has a simplicity of design and manufacturability.
Сущность изобретения представлена на фиг.1-3.The invention is presented in figures 1-3.
На фиг.1 изображен общий вид системы трех зеркал.Figure 1 shows a General view of a system of three mirrors.
На фиг.2 изображен вид А системы трех зеркал.Figure 2 shows a view A of a system of three mirrors.
На фиг.3 изображено сечение Г-Г системы трех зеркал.Figure 3 shows a cross-section GG system of three mirrors.
Система состоит из основания 1 (фиг.1), имеющего плоскую поверхность 2, на которой жестко закреплены: оптический элемент 3, имеющий отражательную поверхность 4 (фиг.2) и полированную поверхность 5 (фиг.3), оптический элемент 6 (фиг.2), имеющий полированную поверхность 7 с отражательным участком 8, равным по размеру отражательной поверхности 4 оптического элемента 3, и оптический элемент 9 (фиг.1), имеющий плоскую поверхность 10 и отражательную поверхность 11 (фиг.2). Отражательные поверхности 4 и 8 образуют прямой двугранный угол с общим ребром 12 (фиг.3).The system consists of a base 1 (FIG. 1) having a flat surface 2 on which are rigidly fixed: an
Оптический элемент 3 (фиг.3) выполнен в виде прямоугольной пластины, отражательная поверхность 4 которой перпендикулярна полированной поверхности 5. Полированная поверхность 7 оптического элемента 6 жестко соединена с полированной поверхностью 5 элемента 3. При этом, образованный отражательной поверхностью 4 и отражательным участком 8 прямой двугранный угол выполнен с высокой точностью, обеспеченной точностью изготовления оптических элементов и жесткой связью их между собой, что легко выполнимо.The optical element 3 (Fig. 3) is made in the form of a rectangular plate, the reflective surface 4 of which is perpendicular to the
Принцип работы системы трех зеркал заключается в следующем.The principle of operation of the three mirror system is as follows.
Входной световой пучок лучей падает на отражательные поверхности 4 и 8 оптических элементов соответственно 3 и 6 (фиг.1, фиг.2), отклоняется этими поверхностями на 90 градусов, проходит воздушный промежуток и попадает на точно установленную зеркальную поверхность 11 элемента 9. Затем пучок лучей отражается от этой поверхности, с повторным разворотом на 90 градусов и выходит параллельно входному пучку лучей, но в обратном направлении (фиг.1). Причем, выходной пучок лучей всегда остается параллельным входному пучку лучей независимо от изменения положения в пространстве указанной системы.The input light beam of rays falls on the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117283/28A RU2254601C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Three-mirror system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003117283/28A RU2254601C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Three-mirror system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003117283A RU2003117283A (en) | 2005-01-27 |
RU2254601C2 true RU2254601C2 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35138217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003117283/28A RU2254601C2 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Three-mirror system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254601C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2511204C2 (en) * | 2012-06-13 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" | Apparatus for inspecting, adjusting and converging optical axes of channels of multichannel devices and broadband radiator in visible and infrared regions |
RU2560248C1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (ОАО "НПК "СПП") | Optical reflector |
-
2003
- 2003-06-09 RU RU2003117283/28A patent/RU2254601C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2511204C2 (en) * | 2012-06-13 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" | Apparatus for inspecting, adjusting and converging optical axes of channels of multichannel devices and broadband radiator in visible and infrared regions |
RU2560248C1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (ОАО "НПК "СПП") | Optical reflector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003117283A (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109477953B (en) | Efficient optical path folding device | |
US3936194A (en) | Method and device for assembling hollow retroreflectors | |
US20030227681A1 (en) | Multipass optical retroreflector and method of using | |
EP0165931A1 (en) | In-line optical anamorphic beam expander/contractor | |
AU618390B2 (en) | Constant-deviation reflector | |
US9797704B2 (en) | Interferometer having two transparent plates in parallel for making reference and measurement beams parallel | |
US5589991A (en) | Optical assembly with folding mirror assembly | |
US2710560A (en) | Optical prism system | |
RU2254601C2 (en) | Three-mirror system | |
JP2009503598A (en) | Multiple reflection optical system | |
RU2399871C1 (en) | Angle-measuring star-shaped device | |
US6810170B2 (en) | Optical signal processor | |
US10983360B2 (en) | Optical device able to change the direction of propagation of a light beam | |
US4087162A (en) | Full power optical system with displaced beam parts | |
JP2001124556A (en) | Laser apparatus for multilaser-beam aiming device | |
US11486969B2 (en) | Protection of a monostatic or quasi-monostatic laser rangefinder | |
SU1168800A1 (en) | Two-step interferometer | |
US3560082A (en) | Optical inverting systems | |
JP2019015769A (en) | Optical coupling module | |
US20200166708A1 (en) | Optical delay line device with fixed or variable delay | |
EP1412715B1 (en) | Scanning interferometer | |
CN111148986A (en) | Compact sensing device | |
RU2422791C1 (en) | Device to control parallelism of optical axes | |
CN217007873U (en) | Light beam stabilizing system and detection equipment | |
US20230059392A1 (en) | Lateral Offset Retro Reflector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120912 |