SU1620973A1

SU1620973A1 - Устройство дл фокусировки излучени

Info

Publication number: SU1620973A1
Application number: SU894652740A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Норайрович Сисакян; Анатолий Матвеевич Смолович; Виктор Александрович Сойфер
Original assignee: Центральное Конструкторское Бюро Уникального Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к оптическим приборам и может быть использовано дл фокусировки полихроматического излучени в область пространства заданной формы. Устройство содержит фазовый оптический элемент, выполненный в виде зонной пластинки, и ступенчатый оптический элемент 2, установленный вплотную к зонной пластинке 1 на ее оптической оси, При этом каждой зоне 3 пластинки 1 соответствует наход ща с напротив нее ступень- , к а 4 элемента 2, рабоча поверхность, ступеньки 4 представл ет собой участок плоскости, перпендикул рной оптической оси, границы которого повтор ют контуры границ соответствующей зоны 3 пластинки 1, а оптическа разность хода между соседними ступень- клми 4 и 5 равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скачкообразному изменению оптического пути между соответствующими зонами 3 и 6 пластинки 1. В результате суммарного действи двух элементов 1 и 2 скачкообразное изменение фазы между волнами, соответствующими разным зонам 3 и 6 отсутствует дл всех длин волн, поэтому предлагаемое устройство способно фокусировать полихроматическое излучение. В цел х упрощени {конструкции и уменьшени габаритов , фазовый оптический элемент 1 и ступенчатый оптический элемент 2 выпол- н ют на противоположных сторонах одной подложки. 2 ил. сл с СЈ ю о &amp; 00 Фм 1

Description

Изобретение относитс к оптическим приборам и может быть использовано дл фокусировки полихроматического излучени в область пространства заданной формы, что может найти применение при печати интегральных микросхем, в лазерном термо дерном синтезе дл фокусировки фемтосекунд- ных импульсов света.

Цель изобретени - обеспечение возможности работы в полихроматическом излучении, а также упрощение тшн струкции и уменьшение габаритов.

На фиг, 1 изображено предлагаемо устройство дл случа , когда ступенчатый оптический элемент выполнен отражательным ,, а зонна пластинка - пропускающей сечение; на фиг, 2 - устройство 9 выполненное с использованием одной подложки, сечение.

Устройство содержит фазовый оптический элемент, выполненный в виде зонной пластинки 1 и ступенчатьй оптический элемент 2, установленный вплотную к зонной пластинке 1 на ее оптической оси. При этом каждой зоне 3 пластинки 1 соответствует наход ща с напротив нее ступенька 4 элемента 2, рабоча поверхность ступеньки 4 представл ет собой участок плоскости, перпендикул рной оптической оси, границы которого повтор ют контуры границ соответствующей зоны 3 пластинки 1, а оптическа разность хода между соседними ступеньками 4 и 5 равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скачкообразному изменению оптического пути между сооветствующими зонами 3 и 6 пластинки 1, Фазовый оптический элемент 1 и ступенчатый оптический элемент 2 могут быть выполнены на противоположных сторонах одной подложки (фиг.2)„

В случае выполнени пластинки 1 пропускающей, а элемента 2 отражающим высота h ступеньки 4 (то же, что рассто ние между рабочими плоскост ми ступенек 4 и 5) должна удовлетвор ть соотношению:

(ii4-l),

о:

а - величина скачкообразного изменени высоты рельефа на границе между зонами 3 и 6 зонной пластинки ; показатель преломлени материала пластинки 1,

п, 10

20

209734

Ступенчатый оптический элемент 2 может быть изготовлен, например, на станке с числовым программным управлением , Полученна высота ступенек может быть измерена, например, интерфе- рометрическими методами. Обнаруженные при этом отклонени от расчетных значений могут быть скомпенсированы изменени ми в соответствии с (1) скачков фаз между зонами при изготовлении зонной пластинки.

В приближении геометрической оптики и при пренебрежении расходимостью излучени при распространении между зонной пластинкой и ступенчатым оптическим элементом устройство работает следующим образом.

Сначала излучение проходит через пропускающую зонную пластинку , пре- обрета некоторую фазовую модул цию, При этом на границе между зонами 3 и 6 фазовый набег скачкообразно измен етс на величину a(nf-I). Далее излучение отражаетс от ступен- х- чатого оптического элемента 2, При этом скачкообразное- изменение фазы отражающей волны на границе между ступеньками 4 и 5 равно

9 . 2 г,

2 -- - п.

25

30

35

40

45

50

Т

Затем излучение вторично проходит через зонную пластинку 1, приобрета на границе между зонами 3 и 6 скачок фазы 271/Яа(п(-1 ). В результате суммарный скачок фаз между волнами, соответствующим зонам 3 и 6 равен 2 С/fl 2a(nt-l)-2h , и при выполнении (1) равен нулю при всех (при прине- брежении дисперсией показател преломлени гм). Суммарна фазова модул ци излучени при двухкратном прохождении через зонную пластинку 1 определ етс профилем поверхности зонной пластинки внутри каждой зоны и рассчитываетс так, чтобы излучение фокусировалось в область пространства заданной формы,

В другом варианте зонна пластинка 1 выполн етс отражательной, а ступенчатый элемент 2 пропускающим, В этом случае высота ступеньки h опре- дел етс соотношением

п 7- ,(2)

rifl-l

где п - показатель преломлени материала ступенчатого оптического элемента .

Фиг. 2

Claims

Формула из.обретения

1. Устройство для фокусировки излучения, содержащее фазовый оптический элемент, выполненный в виде зонной пластинки, обличающеес я тем, что, с целью обеспечения возможности работы в полихроматическом излучении, в него введен ступенчатый оптический элемент, установленный вплотную к зонной пластинке на ее оптической оси, причем каждой зо не зонной пластинки соответствует находящаяся напротив нее ступенька оптического элемента, рабочая поверхность ступеньки представляет собой участок плоскости, перпендикулярной оптической оси, границы которого повторяют контуры границ соответствунтщей 'зоны зонной пластины, а оптическая разность хода между соседними ступеньками равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скачкообразному изменению оптического пути между соответствующими зонами зонной пластинки.
2. Устройство по π. I, о т л и чающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, фазовый и ступенчатый оптические элементы выполнены на противоположных сторонах одной подложки.

Фиг. 2