RU2783298C1 - Retroreflective element - Google Patents
Retroreflective element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783298C1 RU2783298C1 RU2021133196A RU2021133196A RU2783298C1 RU 2783298 C1 RU2783298 C1 RU 2783298C1 RU 2021133196 A RU2021133196 A RU 2021133196A RU 2021133196 A RU2021133196 A RU 2021133196A RU 2783298 C1 RU2783298 C1 RU 2783298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- radiation
- equal
- retroreflective element
- curvature
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 210000000887 Face Anatomy 0.000 description 4
- 210000001747 Pupil Anatomy 0.000 description 3
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating Effects 0.000 description 2
- 101700008564 CHIC2 Proteins 0.000 description 1
- 102100018000 FGFR2 Human genes 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при решении задач мониторинга состояния окружающей среды, анализе экологического состояния атмосферы, в системах лазерной локации и дальнометрии удаленных объектов. Успешное функционирование оптико-электронных систем, применяемых в ряде указанных областей, связано с использованием световозвращающих оптических элементов, позволяющих получать отраженное излучение в направлении, обратном облучению.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used in solving problems of monitoring the state of the environment, analyzing the ecological state of the atmosphere, in systems of laser location and ranging of remote objects. The successful functioning of optical-electronic systems used in a number of these areas is associated with the use of retroreflective optical elements that make it possible to obtain reflected radiation in the direction opposite to irradiation.
Известны конструкции световозвращающих элементов в виде призм, использующих эффект либо полного внутреннего отражения, либо зеркальное отражение от граней, образующих прямой угол [Садовников М.А., Соколов А.Л., Шаргородский В.Д. Анализ эквивалентной поверхности рассеяния уголковых отражателей с различным покрытием граней. Успехи современной радиоэлектроники, №8, 2009; Потелов В.В. Высокоточные призменные модули для оптико-электронных приборов и комплексов. Автореферат докторской диссертации. Москва, 2009]. Применяемые в системах призменных отражателей уголковые призмы, использующие явление полного внутреннего отражения, обладают высокой эффективностью световозвращения, однако диапазон углов световозвращения косых пучков для них достаточно мал ±(12-18)°. Углы между гранями призм световозвращателя должны изготавливаться с высокой точностью, в противном случае излучение, отраженное от разных граней, имеет разное направление, отраженный пучок имеет пятнистую структуру. Необходимость обеспечения высоких точностей при изготовлении граней призм, а также сборке и юстировке призменных блоков, усложняет процесс изготовления таких световозвращателей.Known designs of retroreflective elements in the form of prisms using the effect of either total internal reflection or specular reflection from the faces forming a right angle [Sadovnikov M.A., Sokolov A.L., Shargorodsky V.D. Analysis of the equivalent scattering surface of corner reflectors with different edge coatings. Successes of modern radio electronics, No. 8, 2009; Potelov V.V. High-precision prismatic modules for optoelectronic devices and complexes. Abstract of a doctoral dissertation. Moscow, 2009]. Corner prisms used in systems of prism reflectors, which use the phenomenon of total internal reflection, have a high efficiency of retroreflection, however, the range of retroreflection angles of oblique beams for them is rather small ±(12-18)°. The angles between the faces of the retroreflector prisms must be made with high accuracy, otherwise the radiation reflected from different faces has a different direction, the reflected beam has a spotty structure. The need to ensure high accuracy in the manufacture of prism faces, as well as the assembly and alignment of prism blocks, complicates the process of manufacturing such retroreflectors.
Известен световозвращающий элемент [Патент РФ №2349940, дата приор. 25.07.2007, дата публик. 20.03.2009, Бюл. №8, Медведков И.А., Потапова Н.И., Цветков А.Д., Шкатов О.Ю., Световозвращающий элемент для моделирования отражательных характеристик светового, в том числе лазерного, излучения]. Световозвращающий элемент выполнен в виде двояковыпуклой линзы с радиусами кривизны входной и выходной поверхностей R1 и R2 и толщиной по оси d, равной сумме указанных радиусов. Вторая поверхность линзы с радиусом R2 служит в двояковыпуклой линзе вогнутым зеркалом. Указанная конструкция не обеспечивает получение отраженного в обратном направлении излучения дифракционного качества с высокой осевой яркостью на больших дистанциях. К недостаткам следует отнести и большую хроматическую аберрацию световозвращающего элемента.Known retroreflective element [RF Patent No. 2349940, prior date. 07/25/2007, date of publication. 03/20/2009, Bull. No. 8, Medvedkov I.A., Potapova N.I., Tsvetkov A.D., Shkatov O.Yu., Retroreflective element for modeling the reflective characteristics of light, including laser, radiation]. The retroreflective element is made in the form of a biconvex lens with radii of curvature of the input and output surfaces R 1 and R 2 and a thickness along the axis d equal to the sum of these radii. The second surface of the lens with radius R 2 serves as a concave mirror in a biconvex lens. This design does not provide a diffraction-quality back-reflected radiation with a high axial brightness at long distances. The disadvantages include a large chromatic aberration of the retroreflective element.
Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению по совокупности признаков является световозвращающий элемент, описанный в [Патент РФ №2434255, дата приор. 30.06.2010, дата публик. 20.11.2011, Бюл. №32, Потапова Н.И., Цветков А.Д., Световозвращающий элемент], принято за прототип. Световозвращающий элемент выполнен в виде двояковыпуклой линзы со сферическими поверхностями, у которой центры кривизны первой и последней поверхностей совпадают, радиус кривизны первой поверхности равен R1, радиус кривизны последней поверхности равен R2, двояковыпуклая линза выполнена составной и включает в себя две линзы, соединенные между собой по сферической поверхности с радиусом кривизны R3, центр кривизны которой совпадает с центрами кривизны первой и последней поверхностей двояковыпуклой линзы. Первая поверхность первой линзы является первой поверхностью двояковыпуклой линзы, вторая поверхность второй линзы является последней поверхностью двояковыпуклой линзы.The closest device to the claimed invention in terms of a set of features is a retroreflective element described in [RF Patent No. 2434255, prior date. 06/30/2010, date of publication. November 20, 2011, Bull. No. 32, Potapova N.I., Tsvetkov A.D., Retroreflective element], taken as a prototype. The retroreflective element is made in the form of a biconvex lens with spherical surfaces, in which the centers of curvature of the first and last surfaces coincide, the radius of curvature of the first surface is R 1 , the radius of curvature of the last surface is R 2 , the biconvex lens is made composite and includes two lenses connected between along a spherical surface with a radius of curvature R 3 , the center of curvature of which coincides with the centers of curvature of the first and last surfaces of the biconvex lens. The first surface of the first lens is the first surface of the biconvex lens, the second surface of the second lens is the last surface of the biconvex lens.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, следует отнести следующие. Сферическая поверхность с радиусом кривизны R3 является коррекционной при условии наличия границы соединения стекол с различными показателями преломления. При больших углах обратного отражения для коррекции аберраций мениск, формируемый коррекционной поверхностью R3 и одной из поверхностей двояковыпуклой линзы R1 или R2, представляет собой мениск с малой толщиной и большими радиусами кривизны. Такой элемент очень сложен в изготовлении. Для использования световозвращающего элемента в лазерных системах также необходимо обеспечение высокой лучевой стойкости границы соединения линзовых элементов. Использование оптического клея в этом случае проблематично вследствие его невысокой лучевой стойкости. Наличие воздушного промежутка между поверхностями может обусловить большое рассеяние на этих поверхностях, приводящее к ухудшению световозвращающих свойств элемента. Кроме того, в случае выполнения последней линзы из стекла с меньшим показателем преломления, диапазон возможных рабочих углов обратного отражения сужается, вследствие того, что полное внутреннее отражение от последней поверхности двояковыпуклой линзы будет возникать при больших углах падения излучения.The reasons hindering the achievement of the technical result indicated below include the following. A spherical surface with a radius of curvature R 3 is corrective, provided that there is a boundary between glasses with different refractive indices. At large angles of back reflection to correct aberrations, the meniscus formed by the correction surface R 3 and one of the surfaces of the biconvex lens R 1 or R 2 is a meniscus with a small thickness and large radii of curvature. Such an element is very difficult to manufacture. To use a retroreflective element in laser systems, it is also necessary to ensure a high radiation resistance of the connection boundary of the lens elements. The use of optical glue in this case is problematic due to its low radiation resistance. The presence of an air gap between the surfaces can cause large scattering on these surfaces, leading to a deterioration in the retroreflective properties of the element. In addition, if the last lens is made of glass with a lower refractive index, the range of possible working back reflection angles is narrowed, due to the fact that total internal reflection from the last surface of the biconvex lens will occur at large angles of incidence of radiation.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение диапазона рабочих углов отражения световозвращаюшим элементом в обратном направлении падающего на него излучения, включая и лазерное, в том числе и на больших расстояниях до источника излучения, при обеспечении простоты конструкции и процесса изготовления световозвращающего элемента.The technical problem to be solved by the claimed invention is to increase the range of working angles of reflection by a retroreflective element in the opposite direction of the radiation incident on it, including laser radiation, including at large distances to the radiation source, while ensuring the simplicity of the design and manufacturing process of the retroreflective element .
Техническим результатом, который достигается при реализации изобретения, является создание световозвращающего элемента, функционирующего в широком диапазоне углов отражения в обратном направлении падающего на него излучения, включая и лазерное, в том числе и на больших расстояниях до источника излучения, и характеризующегося простотой конструкции и процесса изготовления.The technical result achieved by the implementation of the invention is the creation of a retroreflective element that operates in a wide range of angles of reflection in the opposite direction of the radiation incident on it, including laser radiation, including at large distances to the radiation source, and is characterized by simplicity of design and manufacturing process. .
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в световозвращающем элементе, выполненном в виде двояковыпуклой составной линзы, включающей в себя две линзы, соединенные между собой, при этом первая поверхность первой линзы является первой поверхностью двояковыпуклой линзы, вторая поверхность второй линзы является последней поверхностью двояковыпуклой линзы, центры кривизны первой и последней поверхностей двояковыпуклой линзы совпадают, радиус кривизны первой поверхности двояковыпуклой линзы равен R1, в соответствии с заявляемым техническим решением вторая поверхность первой линзы и первая поверхность второй линзы выполнены плоскими и линзы соединены между собой плоскими поверхностями, толщина первой линзы d1 равна R1, толщина второй линзы определяется из выражения d2=(S'-d1)±δ, где S1' - расстояние до плоскости Гаусса первой поверхности первой линзы, δ - поправка, величина которой выбирается из условия обеспечения коррекции волновой аберрации широкого пучка излучения, радиус кривизны последней поверхности R2 равен толщине второй линзы d2, при этом показатели преломления материалов, из которых выполнены первая и вторая линзы, выбираются так, что показатель преломления материала первой линзы меньше или равен показателю преломления материала второй линзы.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a retroreflective element made in the form of a biconvex composite lens, which includes two lenses interconnected, while the first surface of the first lens is the first surface of the biconvex lens, the second surface of the second lens is the last surface of a biconvex lens, the centers of curvature of the first and last surfaces of the biconvex lens coincide, the radius of curvature of the first surface of the biconvex lens is R 1 , in accordance with the proposed technical solution, the second surface of the first lens and the first surface of the second lens are made flat and the lenses are interconnected by flat surfaces, the thickness of the first lens d 1 is equal to R 1 , the thickness of the second lens is determined from the expression d 2 =(S'-d 1 )±δ, where S 1 ' is the distance to the Gaussian plane of the first surface of the first lens, δ is the correction, the value of which is selected from the provision condition wave aberra correction ion of a wide beam of radiation, the radius of curvature of the last surface R 2 is equal to the thickness of the second lens d 2 , while the refractive indices of the materials from which the first and second lenses are made are chosen so that the refractive index of the material of the first lens is less than or equal to the refractive index of the material of the second lens.
Если в световозвращающем элементе на плоскую поверхность в центральной зоне одной из линз нанести отражающее покрытие, занимающее один или несколько участков плоской поверхности, при этом общая площадь отражающего покрытия So не более величины 0,1⋅π⋅R1 2, то можно получить отраженный пучок с диаграммой направленности излучения с заданным профилем отраженного излучения.If a reflective coating is applied to a flat surface in the central zone of one of the lenses in a retroreflective element, occupying one or more sections of the flat surface, while the total area of the reflective coating S o is not more than 0.1⋅π⋅R 1 2 , then it is possible to obtain a reflected a beam with a radiation pattern with a given profile of reflected radiation.
На Фиг. 1 приведена оптическая схема световозвращающего элемента по п. 1, где 1 - первая линза, 2 - вторая линза, А - первая (входная) поверхность первой линзы с радиусом кривизны R1; В - вторая (отражающая) поверхность второй линзы с радиусом R2, Б - плоская поверхность соединения первой и второй линз, О - центр кривизны сферических поверхностей А и В; d1 - толщина первой линзы, d2 - толщина второй линзы, n1 - показатель преломления материала первой линзы, n2 - показатель преломления материала второй линзы.On FIG. 1 shows an optical diagram of a retroreflective element according to
Совпадение центров кривизны поверхностей А и В и расположение их на плоской поверхности Б соединения линз в световозвращающем элементе, выполненном в виде составной линзы, позволяет получить возвращение направленного на элемент излучения строго в обратном направлении независимо от угла падения, поскольку пучки излучения, падающие на первую поверхность первой линзы, проходя далее через центр кривизны О первой и последней поверхностей А и В, всегда фокусируются на второй поверхности второй линзы. Уменьшения величины сферической и волновой аберрации для сфокусированного первой линзой излучения можно добиться выбором радиуса кривизны первой линзы и показателей преломления обеих линз. В соответствии с заявляемым техническим решением показатель преломления материала первой линзы выбирают так, что он равен или меньше показателя преломления второй линзы. В обратном случае на границе раздела линз при больших углах падения будет возникать полное внутреннее отражение, что приведет к уменьшению угла отражения. Учитывая тот факт, что в оптической схеме, приведенной на Фиг. 1, каждая линза представляет собой полусферу, предлагаемая конструкция световозвращающего элемента позволяет значительно увеличить диапазон рабочих углов обратного отражения, вплоть до значения близкого к 180°.The coincidence of the centers of curvature of surfaces A and C and their location on a flat surface B of the lens connection in a retroreflective element made in the form of a composite lens makes it possible to obtain the return of the radiation directed at the element in the strictly opposite direction, regardless of the angle of incidence, since the radiation beams incident on the first surface of the first lens, passing further through the center of curvature O of the first and last surfaces A and B, are always focused on the second surface of the second lens. Reducing the magnitude of spherical and wave aberration for radiation focused by the first lens can be achieved by choosing the radius of curvature of the first lens and the refractive indices of both lenses. In accordance with the claimed technical solution, the refractive index of the material of the first lens is chosen so that it is equal to or less than the refractive index of the second lens. Otherwise, at large angles of incidence, total internal reflection will occur at the lens interface, which will lead to a decrease in the reflection angle. Considering the fact that in the optical scheme shown in Fig. 1, each lens is a hemisphere, the proposed design of the retroreflective element allows you to significantly increase the range of operating angles of back reflection, up to a value close to 180°.
Выполнение световозвращающего элемента из двух полусфер, соединенных плоскими поверхностями, значительно упрощает его конструкцию и процесс изготовления. Соединение линз по их плоским поверхностям можно выполнить путем оптического контакта. Это позволяет использовать световозвращающий элемент для отражения мощного лазерного излучения в задачах, связанных с юстировкой лазерных систем, а также определения конструктивного расположения элементов в них.The implementation of the retroreflective element of two hemispheres connected by flat surfaces greatly simplifies its design and manufacturing process. The connection of lenses along their flat surfaces can be performed by optical contact. This makes it possible to use a retroreflective element to reflect high-power laser radiation in tasks related to the alignment of laser systems, as well as to determine the structural arrangement of elements in them.
Если в световозвращающем элементе на границе соединения линз нанести отражающее покрытие, занимающее один или несколько участков плоской поверхности, то можно модулировать диаграмму направленности отраженного излучения, создавая заданный профиль в отраженном пучке излучения. Это позволяет идентифицировать световозвращающее устройство, что может быть использовано в задачах контроля протяженных объектов. Если общая площадь отражающего покрытия So не более величины 0,1⋅π⋅R1 2, то потери, возникающие в отраженном пучке, не окажут существенного влияния на снижение дальности световозвращения.If a reflective coating is applied in a retroreflective element at the lens connection boundary, occupying one or more sections of a flat surface, then it is possible to modulate the directional pattern of the reflected radiation, creating a given profile in the reflected radiation beam. This makes it possible to identify a retroreflective device, which can be used in the tasks of monitoring extended objects. If the total area of the reflective coating S o is not more than 0.1⋅π⋅R 1 2 , then the losses arising in the reflected beam will not have a significant effect on reducing the range of retroreflection.
Конструктивные данные световозвращающего элемента, когда первая и вторая линзы были выполнены из стекла ТК14, приведены в Таблице 1.The design data of the retroreflective element when the first and second lenses were made of TK14 glass are shown in Table 1.
В таблице 2 приведены расчетные данные углов расходимости отраженного излучения для меридиональной и сагиттальной плоскостей, а также сила света отраженного излучения для различных углов падения излучения в относительных единицах. Углы расходимости рассчитывались при условии, что в этом угле заключена половина всей мощности излучения. Сила света для различных углов падения излучения рассчитывалась относительно осевой силы света. Под силой света отраженного излучения в относительных единицах мы подразумеваем отношение величины силы света отраженного излучения для заданного угла падения к величине силы света отраженного излучения по оси световозвращателя.Table 2 shows the calculated data on the angles of divergence of the reflected radiation for the meridional and sagittal planes, as well as the luminous intensity of the reflected radiation for various angles of incidence of the radiation in relative units. The angles of divergence were calculated under the condition that this angle contained half of the total radiation power. The luminous intensity for different angles of incidence of radiation was calculated relative to the axial luminous intensity. By the luminous intensity of reflected radiation in relative units, we mean the ratio of the luminous intensity of the reflected radiation for a given angle of incidence to the luminous intensity of the reflected radiation along the reflector axis.
Меняя величину d2=(S'-d1)±δ, можно изменять величину сферической аберрации для пучков, падающих под разными углами относительно оптической оси элемента, что приводит к изменению зависимости силы света отраженного излучения от угла падения излучения. Можно выбрать величину d2=(S'-d1)±δ таким образом, чтобы максимальная сила света была при максимальных углах падения излучения, также можно добиваться практически равномерного распределения силы света отраженного излучения в зависимости от угла падения излучения на световозвращатель.By changing the value of d 2 =(S'-d 1 )±δ, it is possible to change the value of spherical aberration for beams incident at different angles relative to the optical axis of the element, which leads to a change in the dependence of the luminous intensity of the reflected radiation on the angle of incidence of the radiation. You can choose the value of d 2 =(S'-d 1 )±δ so that the maximum luminous intensity is at the maximum angles of incidence of radiation, it is also possible to achieve a practically uniform distribution of the luminous intensity of the reflected radiation depending on the angle of incidence of the radiation on the retroreflector.
Расстояние до плоскости Гаусса от первой поверхности первой линзы в световозвращающем элементе для длины волны 1,064 мкм было равно S1'=10,14 мм. Диаметр входного зрачка, при котором величина волновой аберрации равна одной длине волны для пучка излучения, распространяющегося по оси элемента, составлял 2 мм.The distance to the Gaussian plane from the first surface of the first lens in the retroreflective element for a wavelength of 1.064 μm was equal to S 1 '=10.14 mm. The diameter of the entrance pupil, at which the value of wave aberration is equal to one wavelength for a radiation beam propagating along the axis of the element, was 2 mm.
При увеличении угла падения излучения на световозвращающий элемент относительно оси элемента площадь входного зрачка уменьшается пропорционально косинусу угла падения. Но при этом происходит также уменьшение волновых аберраций излучения, отраженного световозвращающим элементом, а, следовательно, уменьшение угла расходимости излучения. Это приводит к тому, что сила света отраженного излучения при изменении угла падения от 0° до 85° (или до -85°) вначале возрастает, а затем уменьшается относительно силы света при угле падения 0° (см. таблицу 2). Несмотря на это уменьшение, световозвращатель продолжает функционировать. Можно увеличить величину силы света отраженного излучения выбором величины d2=(S'-d1)±δ. При выборе величины δ=-0,07 мм осевая сила света отраженного излучения увеличивается в 11 раз, также увеличивается сила света отраженного излучения для других углов падения излучения на световозвращающий элемент. Это обеспечивает большие дальности действия световозвращающего элемента и, соответственно, его функционирование на больших расстояниях до источника излучения.With an increase in the angle of incidence of radiation on a retroreflective element relative to the axis of the element, the area of the entrance pupil decreases in proportion to the cosine of the angle of incidence. But at the same time, there is also a decrease in the wave aberrations of the radiation reflected by the retroreflective element, and, consequently, a decrease in the angle of divergence of the radiation. This leads to the fact that the luminous intensity of the reflected radiation, when the angle of incidence changes from 0° to 85° (or up to -85°), first increases and then decreases relative to the luminous intensity at an angle of incidence of 0° (see Table 2). Despite this reduction, the retroreflector continues to function. You can increase the magnitude of the intensity of the reflected radiation by choosing the value of d 2 =(S'-d 1 )±δ. When choosing a value of δ=-0.07 mm, the axial luminous intensity of the reflected radiation increases 11 times, and the luminous intensity of the reflected radiation also increases for other angles of incidence of the radiation on the retroreflective element. This ensures long ranges of the retroreflective element and, accordingly, its operation at large distances to the radiation source.
Ни прототип, ни известные аналоги не позволяют достичь такого результата.Neither the prototype nor the known analogues can achieve such a result.
Конструктивные данные световозвращающего элемента, когда показатель преломления материала первой линзы меньше показателя преломления материала второй линзы, приведены в Таблице 3. Первая и вторая линзы были выполнены из стекол К8 и БФ1, соответственно.The design data of the retroreflective element, when the refractive index of the material of the first lens is less than the refractive index of the material of the second lens, are shown in Table 3. The first and second lenses were made of K8 and BF1 glasses, respectively.
Расстояние до плоскости Гаусса от поверхности первой линзы в световозвращающем элементе для длины волны 1,064 мкм было равно S1'=11,36 мм. Диаметр входного зрачка, при котором величина волновой аберрации для пучка излучения, распространяющегося по оси элемента, равна одной длине волны, составляет 2 мм.The distance to the Gaussian plane from the surface of the first lens in the retroreflective element for a wavelength of 1.064 μm was equal to S 1 '=11.36 mm. The diameter of the entrance pupil, at which the magnitude of the wave aberration for a radiation beam propagating along the axis of the element, is equal to one wavelength, is 2 mm.
В таблице 4 приведены расчетные данные углов расходимости отраженного излучения для меридиональной и сагиттальной плоскостей, а также сила света отраженного излучения для различных углов падения излучения в случае линз, когда показатель преломления материала первой линзы меньше показателя преломления материала второй линзы. Как и в предыдущем случае, углы расходимости излучения рассчитывались при условии, что в этом угле заключена половина всей мощности излучения (половина всей энергии). Сила света отраженного излучения для различных углов падения излучения рассчитывалась относительно осевой силы света отраженного излучения.Table 4 shows the calculated data on the angles of divergence of the reflected radiation for the meridional and sagittal planes, as well as the luminous intensity of the reflected radiation for different angles of incidence of radiation in the case of lenses when the refractive index of the first lens material is less than the refractive index of the second lens material. As in the previous case, the radiation divergence angles were calculated under the condition that half of the total radiation power (half of the entire energy) is contained in this angle. The luminous intensity of the reflected radiation for different angles of incidence of the radiation was calculated relative to the axial luminous intensity of the reflected radiation.
Из данных, приведенных в таблице 4, видно, что сила света излучения, отраженного от световозвращающего элемента при изменении угла падения от 0° до 50° (или до -50°), возрастает в 6 раз, а затем при изменении угла до 85° (или до -85°) падает относительно осевой силы света отраженного излучения.From the data given in Table 4, it can be seen that the light intensity of the radiation reflected from the retroreflective element when the angle of incidence changes from 0° to 50° (or up to -50°) increases 6 times, and then when the angle changes to 85° (or up to -85°) falls relative to the axial luminous intensity of the reflected radiation.
Таким образом, световозвращающий элемент, изготовленный из стекол, когда показатель преломления материала первой линзы меньше показателя преломления материала второй линзы, работает при углах падения излучения, как минимум, от -85° до 85°. То есть изменяя поправку δ, можно достичь желаемого углового распределения отраженного излучения, добиваясь максимальной величины отраженного потока при выбранных углах падения и обеспечения больших дальностей действия световозвращающего элемента.Thus, a retroreflective element made of glasses, when the refractive index of the first lens material is less than the refractive index of the second lens material, operates at radiation incidence angles of at least -85° to 85°. That is, by changing the correction δ, it is possible to achieve the desired angular distribution of the reflected radiation, achieving the maximum value of the reflected flux at the selected angles of incidence and ensuring long ranges of the retroreflective element.
Ни прототип, ни известные аналоги не позволяют достичь такого результата.Neither the prototype nor the known analogues can achieve such a result.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2783298C1 true RU2783298C1 (en) | 2022-11-11 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4889409A (en) * | 1988-02-16 | 1989-12-26 | Ball Corporation | Hemispherical retroreflector |
| WO1998000737A1 (en) * | 1996-06-30 | 1998-01-08 | Bar Yona Itzhak | Retroreflective lenticular elements |
| RU2349940C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники" | Retro-reflecting element used for modelling reflective properties of light, including laser radiation |
| RU2434255C1 (en) * | 2010-06-30 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) | Retroreflective element |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4889409A (en) * | 1988-02-16 | 1989-12-26 | Ball Corporation | Hemispherical retroreflector |
| WO1998000737A1 (en) * | 1996-06-30 | 1998-01-08 | Bar Yona Itzhak | Retroreflective lenticular elements |
| RU2349940C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники" | Retro-reflecting element used for modelling reflective properties of light, including laser radiation |
| RU2434255C1 (en) * | 2010-06-30 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) | Retroreflective element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8162504B2 (en) | Reflector and system | |
| CN103633557B (en) | A kind of laser radar semiconductor laser light resource collimator and extender device | |
| US9091803B2 (en) | Apparatus for delivery of laser-beams of different wavelengths to a flow-cytometer | |
| EP0171888A2 (en) | Anamorphic prism for beam shaping | |
| US20040062478A1 (en) | Symmetric, bi-aspheric lens for use in optical fiber collimator assemblies | |
| CN105445196A (en) | Sample measuring cell | |
| JP2004126588A (en) | Symmetric bi-aspheric lens for use in transmissive and reflective optical fiber component | |
| US4789219A (en) | Gradient index retroreflector | |
| US5301249A (en) | Catoptric coupling to an optical fiber | |
| CA2366141A1 (en) | Optical fiber collimator | |
| CN116858504B (en) | Optical axis monitoring system | |
| RU2783298C1 (en) | Retroreflective element | |
| CN209927106U (en) | Parallelism calibrating device of many optical channels of large-span | |
| CN209927289U (en) | Calibration device for optical channel parallelism of multispectral imaging system | |
| CN110231288B (en) | Compact and stable optical path air chamber | |
| CN114815011A (en) | Optical lens, optical lens design method and application thereof | |
| CN204314210U (en) | sample measuring cell | |
| RU2434255C1 (en) | Retroreflective element | |
| KR0125962B1 (en) | Beam prism for optical disc recording device | |
| CN113406597A (en) | Matrix light source collimation system | |
| Ronchi | An application of parageometrical optics to the design of a microwave mirror | |
| RU193784U1 (en) | COLLIMATING OPTICAL SYSTEM FOR SEMICONDUCTOR LASER | |
| CN114609793B (en) | Broad spectrum laser beam shaping system based on aspheric lens | |
| CN219915934U (en) | Laser ranging device and electronic equipment | |
| CN210571920U (en) | White pool based on high-temperature-resistant, corrosion-resistant and high-reflectivity ultraviolet reflector |