SU1282050A1

SU1282050A1 - Optical system for equalizing intensity with respect to beam cross-section

Info

Publication number: SU1282050A1
Application number: SU853900145A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Архипов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3325
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1987-01-07

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и позвол ет повысить равномерность распределени интенсивности и увеличить быстродействие . Система содержит пол ризаторы 1 и 2 с взаимно перпендикул рным расположением плосклтей пол ризации. ,I. ; J 7ff После прохождени пол ризатора 1 пучок входного излучени расщепл етс светоделительной пластиной 3 на два пучка. Один из пучков направл етс на злектролюминесцентный преобразователь 10, с помощью которого.распределение интенсивности по сечению пучка преобразуетс по спектральному составу. Свет щийс электролюминофор 15 проектируетс зеркалом 16, объективом 18, призмой 17 с крьппей и светоделительной пластиной 4 на фотопроводник 9 с увеличением +1 транспаранта 5, измен ющий локально свое сопротивление. В результате происходит локальное уменьшение пропускани системы: пол ризатор 1 - транспарант 5 - пол ризатор 2 и вьфавнивание интенсивности выходного пучка. 1 ил. (Л ю ор to о ел 17The invention relates to optical instrument making and allows increasing the uniformity of the intensity distribution and increasing the response speed. The system contains polarizers 1 and 2 with mutually perpendicular arrangement of polarization planes. I. ; J 7ff After passing through the polarizer 1, the input radiation beam is split by the beam-splitting plate 3 into two beams. One of the beams is directed to an electroluminescent transducer 10, with the help of which the intensity distribution over the beam section is transformed according to the spectral composition. The luminous electroluminescent lamp 15 is designed by a mirror 16, a lens 18, a prism 17 with a crutch and a beam-splitting plate 4 onto the photoconductor 9 with an increase of +1 transparency 5, which changes its resistance locally. As a result, a local decrease in the transmission of the system occurs: polarizer 1 — transparency 5 — polarizer 2 and an increase in the intensity of the output beam. 1 il. (Lu or to about ate 17

Description

1one

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может быть использовано дл получени пучков с равномерной интенсивностью по сечению , необходимых, например, дл контрол фотоприемников, оптико- электро11ных координаторов и т.д.The invention relates to optical instrumentation and can be used to produce beams with uniform intensity over the cross section, which are necessary, for example, to control photodetectors, optical-optical coordinators, etc.

Цель изобретени - повьшение равномерности распределени интенсивности и увеличение быстродействи .The purpose of the invention is to increase the uniformity of the intensity distribution and increase the speed.

На чертеже изображена структурна блок-схема устройства.The drawing shows a structural block diagram of the device.

Устройство содержит пол ризаторы 1 и 2 с взаимно перпендикул рным расположением плоскостей пол ризаци светоделительные пластины 3 и 4 и оптически управл емьй транспарант 5 составными част ми которого вл ютс прозрачные металлические электроды 6 и 7 и расположенные между ними электрооптический модул тор 8 и фотопроводник 9, в качестве которого используетс , например, аморфный селен . Электроды 6 и 7 транспаранта 5 подключены к источнику питани (не показан) с напр жением Uj, величина которого зависит от типа кpиcтaллa ис1г1ользуемого в качестве электрооптческого модул тора 8. I The device contains polarizers 1 and 2 with mutually perpendicular arrangement of the planes of polarization of the beam-splitting plates 3 and 4 and the optically controlled transparency 5 whose components are transparent metal electrodes 6 and 7 and an electro-optical modulator 8 and a photoconductor 9 located between them, for which amorphous selenium is used, for example. The electrodes 6 and 7 of the transparency 5 are connected to a power source (not shown) with a voltage Uj, the value of which depends on the type of crystal used as the electro-optic modulator 8. I

Электролюминесдентньй преобразо- ватель 10 служит в качестве источника управл к цего излучени и состоит из прозрачных электродов 11 и 12, фотосло 13, оптического экрана 14 и электролюминофора 15. Электроды 11 и 12 подключены к источнику питани (не показан) с напр жением U. В качестве фотосло 13 используетс например, сернистый кадмий толщиной 0,5 мм, а в качестве электролюминофра - сернистый цинк с присадкой серебра . Светоделительна пластина 3 образует совместно с зеркалом 16, призмой с крьшей 17 и светоделитель ной пластиной 4 замкнутьш контур хода луча. Электролюминесцентный преобразователь 10 удален от пластины 3 на такое же рассто ние, что и оптически управл емый транспарант 5 и установлен как и проекционный объектив 18 в плечах замкнутого контура . Электролюминофор 15 преобразовател 10 и фотопроводник 9 транспарата 5 оптически сопр жены объективом 18 с увеличением +1 (с учетом действи зеркала 16 и призмы 17).The electroluminescent converter 10 serves as a control source for its radiation and consists of transparent electrodes 11 and 12, a photocell 13, an optical screen 14 and an electroluminophor 15. The electrodes 11 and 12 are connected to a power source (not shown) with a voltage U. In For example, cadmium sulphide with a thickness of 0.5 mm is used, for example, and zinc sulphide with silver is used as an electroluminor. The beam splitting plate 3 forms together with the mirror 16, a prism with a sharper 17 and a beam splitting plate 4 to close the path of the beam. The electroluminescent transducer 10 is removed from the plate 3 at the same distance as the optically controlled transparency 5 and is mounted as the projection lens 18 in the arms of a closed loop. The electroluminor 15 of the transducer 10 and the photoconductor 9 of the transducer 5 are optically coupled by a lens 18 with an increase of +1 (taking into account the action of the mirror 16 and the prism 17).

Устройство работает следукшщм образом .The device works as follows.

В исходном состо нии при отсутствии входного пучка напр жение на прозрачных электродах 6 и 7 транспаранта 5 оказываетс приложенным к электрооптическому модул тору В и фотопроводнику 9 и делитс между ними. Всегда можно выбрать такую величину и, чтобы на электрооптический модул тор 8 приходилась дол U , равна или близка к полуволновому напр5гае- нию конкретного типа кристалла. В этом случае электрооптический кристалл поворачивает плоскость пол ри- ., зации падающего на наго пучка лучей на 90 .Таким образом,с учетом перпендикул рности плоскостей пол ризаторов 1 и 2 в исходном состо нии система: пол ризатор 1 - транспарант 5 пол ризатор 2, обладает максимальным пропусканием по всей аперту- Ре.In the initial state, in the absence of an input beam, the voltage on the transparent electrodes 6 and 7 of the transparency 5 is applied to the electro-optical modulator B and the photoconductor 9 and is divided between them. One can always choose such a value and, so that the electro-optical modulator 8 has a fraction of U, is equal to or close to the half-wave voltage of a particular type of crystal. In this case, the electro-optical crystal rotates the polarization plane of the incident beam incident on the beam by 90. Thus, taking into account the perpendicularity of the planes of polarizers 1 and 2 in the initial state, the system: polarizer 1 - transparency 5 polarizer 2, possesses maximum transmission throughout the aperture.

00

5five

00

п е f

В исходном состо нии при отсутствии входного пучка напр жение U , на прозрачных электродах 11 и 12 электролюминесцентного преобразовател 10 оказываетс приложенным к полупроводниковому фотослою 13, поскольку его сопротивление в неосвещенном состо нии намного больше сопротивлени последовательно соединенного с ним электролюминофора 15, а оптичес- ,кий экран 14 как часть электрической цепи представл ет -собой хороший проводник .In the initial state, in the absence of an input beam, the voltage U, on the transparent electrodes 11 and 12 of the electroluminescent converter 10, is applied to the semiconductor photo layer 13, because its resistance in the unlit state is much greater than the resistance of the electroluminescent diode connected in series with it, shield 14 as part of the electrical circuit is a good conductor.

Пучок входного излучени линейно пол ризуетс пол ризатором 1 и расщепл етс светоделительной пластиной 3 на два пучка, один из которых поступает на транспарант 5, а другой- на преобразователь 10. При этом распределение интенсивностей по сечению пучка на транспаранте 5 и на преобразователе 10 совпадают независимо от геометрии пучка (параллельный, сход щийс , расход щийс ), поскольку эти элементы одинаково удалены от Светоделительной пластины 3. Освещение полупроводникового фотосло 13 вызьшает уменьшение его сопротивлени и перераспределение .напр жени Uj, в результате которого значительна его часть оказываетс приложенной к электролюминофору 15, что вызывает его свечение. Причем распределение интенсивности свечени элек- тролюминофора повтор ет соответствующее распределение по сечению пучка, падающего на преобразователь. Спектральный состав излучени электролюминофора выбираетс с учетом спек- трально й характеристики фотопроводника 9. Таким образом, с помощью электролюминесцентного преобразовател -5 распределение интенсивности по сечению пучка преобразуетс по спектрапь- ному составу. Оптический экран 14 исключает засветку фотосло 13 излучением электролюминофора 15. ОThe input radiation beam is linearly polarized by the polarizer 1 and split by the beam-splitting plate 3 into two beams, one of which enters the transparency 5, and the other - into the converter 10. The intensity distribution over the beam section on the transparency 5 and the converter 10 coincide independently from the beam geometry (parallel, converging, diverging), since these elements are equally distant from the beam-splitting plate 3. The illumination of the semiconductor photocell 13 causes a decrease in its resistance and redistribution Leniye .napr voltage Uj, as a result of which a considerable part of the appended It appears to electroluminophor 15, which causes it to glow. Moreover, the distribution of the glow intensity of the electroluminophor repeats the corresponding distribution over the beam section incident on the transducer. The spectral composition of the electroluminescent radiation is selected taking into account the spectral characteristics of the photoconductor 9. Thus, by means of the electroluminescent transducer -5, the intensity distribution over the beam section is transformed by the spectral composition. The optical screen 14 eliminates the illumination of the photoflow 13 by the radiation of the electroluminophore 15. O

Проекционный объектив 18, зеркало 16, призма с крьппей 17 и светодели- тельна пластина 4 проектируют свет щийс электролюминофор 15 на фотопроводник 9 с увеличением +1 (знак + -5 учитьшает количество отражений и обо- рачивакнцие свойства проекционногоThe projection lens 18, the mirror 16, the prism with the grips 17 and the beam splitter 4 project the luminous electroluminescent lens 15 onto the photoconductor 9 with an increase of +1 (the + -5 sign teaches the number of reflections and the turning projection properties

объектива и призмы с крьппей), т.е. lens and prism with krppey), i.e.

на электродах 6 и 7 транспаранта 5 образуютс зоны облучени с одинако- 20 выми распределени ми интенсивности. Излучение электролюминофора 15 находитс в области спектральной чувствительности фотосло 9 и вл етс дл On the electrodes 6 and 7 of the transparency 5, irradiation zones are formed with the same intensity distribution. The radiation of the electroluminor 15 is in the spectral sensitivity range of the photollo 9 and is for

ра материалов фотосло 9 и электри- люминофора 15. Необходимый дл функ ционировани транспаранта 5 уровень засветки фотосло 9 подбираетс путем регулировки напр жени U, от величины которого зависит коэффициент преобразовани электролюминес- центного преобразовател 10, выбора коэффициентов отражени светодели- тельньк пластин 3 и 4, зеркала 16 и светосилы проекционного объектива 18The range of materials of photoframe 9 and electroluminescent 15. The level of illumination of photoflow 9 necessary for the operation of the transparency 5 is selected by adjusting the voltage U, the magnitude of which determines the conversion coefficient of the electroluminescent converter 10, choosing the reflection coefficients of the light shielding plates 3 and 4, mirrors 16 and projection lens aperture 18

Claims

Invention Formula

An optical system for leveling the intensity over the beam section, containing an optically controlled transparency made in the form of an electro-optical modulator and photoconductor placed between transparent metal electrodes, a power source connected to transparent metal electrodes of an optically controlled transparency.

it controls the (recording) sigma-splitting plate, the projection material of the photofloor 9 and the electroluminor 15. The level required for the functioning of the transparency 5, the photofloor 9's illumination is selected by adjusting the voltage U, the magnitude of which determines the conversion factor of the electroluminescent converter 10, the selection of the reflection coefficients of the beam splitter plates 3 and 4, the mirrors 16 and the aperture speeds of the projection lens 18.

Invention Formula

Optical system for alignment of intensity over the beam section, containing an optically controlled transparency made in the form of an electro-optical modulator and photoconductor placed between transparent metal electrodes, a power source connected to transparent metal electrodes of an optically controlled transparency.

This can cause the photo layer to change its resistance locally. As a result, the voltage and redistribution between the crystal 8 and the photo layer 9 and the angle of rotation of the polarization plane introduced by the electro-optical modulator 8 changes with respect to 90, which causes a local decrease in the transmission of the system: polarizer 1 - transport 5 - floormaker

2. At the same time, in those places of the initial beam cross section where the intensity is the highest, the photo light of the photocell 9 is emitted by the radiation of the electrophore 15, which leads to the strongest change in the angle of rotation of the polarization plane and to the greatest attenuation. As a result, the intensity of the output beam is aligned over the cross section.

I

In specific embodiments, the source beam may belong to fragmented regions of the spectrum (for example, red, infrared), but in all cases it should not fall into the spectral sensitivity region of the photocell 9. At the same time, the emission of the electroluminescent lamp must be shorter. for example, Si1; ee) and coordinated in spectral range with photoflow 9. These conditions are satisfied by

neither

an objective lens and a source of control radiation, the beam splitter on the plate is located after the optically controlled transparency along the beam, and the output plane of the source of control radiation and the photoconductor of the optically controlled transparency are optically conjugated by a projection lens 1, which differs from the goal is to ensure uniform distribution of the intensity and speed increase; two polarizers with a mutually perpendicular arrangement of the polarization planes of the second beamsplitter are introduced into it a flax plate, a mirror and a prism with a zigzag, and the source of control radiation is made in the form of an electroluminescent converter composed of a photo cell, an optical screen and an electroluminophore placed between two transparent electrodes connected to its own power source — the second beam splitter is placed in front of the optically controlled together with a mirror, a prism with a roof and the first beam-splitting plate, forms a closed-loop path of the beam, electroluminescent conversion zovatel removed from the second splitter plate at the same distance as the optically controllable trans51282050 6

paranth, and installed, just like an optically controlled transport, the projection lens in the shoulders is equal to +1, and the polarizers of the closed loop, the coefficient is increased along the beam

in the second and after the first electroluminophore, electroluminescent-divider plates of the respective transducer and photoconductive.