×
25.08.2017
217.015.d255

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области лазерного приборостроения и касается способа определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения. Способ включает в себя формирование инфракрасного пучка с помощью первой оптической системы, содержащей инфракрасный лазер, прозрачный в инфракрасной области световод, выпуклое и вогнутое сферические зеркала. Дополнительно формируют пучок видимого излучения с помощью второй оптической системы, включающей лазер видимого диапазона, прозрачный в видимой области световод, выпуклое и вогнутое сферические зеркала. Далее объединяют инфракрасный и видимый пучки с помощью плоскопараллельной пластины с отражающим слоем. Пластина установлена за вогнутым сферическим зеркалом первой фокусирующей системы. Плоскопараллельная пластина и вторая оптическая система установлены с возможностью обеспечения одновременной и точной фокусировки пучков в фиксированной точке объекта таким образом, что направление распространения и апертуры пучков совпадают. Технический результат заключается в повышении точности определения пространственного положения пучка лазерного излучения в инфракрасной области спектра. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области лазерного приборостроения в инфракрасной области спектра и предназначено для использования как в научных, так и производственных применениях, в частности, для точной юстировки и настройки инфракрасных оптических систем при изготовлении приборов и устройств, для определения пространственного местоположения приемника инфракрасного излучения при выполнении экспериментальных работ, для измерения плотности мощности излучения лазера в заданной точке пространства и в других областях.

Известен способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения (см. Патент №140575 от 9.04.2014 г. Бюл. №13, 2014 г., авт. Черных В.Т., Черных Г.С.), в котором коллимированный световой пучок с длиной волны λ1 формируют посредством коллиматора, включающего первый и второй объективы, оптически связанные между собой.

Известен также способ (см. Патент №123136 от 20.12.2012 г. Бюл. №35, 2012 г., авт. Черных В.Т., Черных Г.С., Борисов А.Н., Тукшаитов Р.Х.), в котором формируют световой пучок в видимой области спектра с длиной волны λ1 посредством осветительной части, включающей коллиматор, состоящий из первого и второго объективов, две плоскопараллельные пластины, установленные в рабочей зоне под равными, но противоположно направленными углами к оптической оси коллиматора.

Наиболее близким техническим решением является способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения (см. Патент №154277 от 22.07.2015 г. Бюл. №23, 2015 г., авт. Черных В.Т., Черных Г.С., Борисов А.Н. - прототип), согласно которому формируют сфокусированный световой пучок с длиной волны λ1 посредством осветительной части, включающей лазерный источник излучения, световод, объектив, оптически связанные сферические зеркала, установленные вдоль оптической оси.

Основным недостатком аналогов и прототипа является низкая точность определения пространственного положения пучка лазерного излучения в инфракрасной области спектра.

Однако на практике имеется целый ряд задач, при решении которых необходимо точно определять пространственное положение пучка инфракрасного излучения. Для решения таких задач необходимо использовать и другие области, например видимый диапазон длин волн.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения, в котором устранен основной недостаток аналогов и прототипа.

Техническим результатом является повышение точности определения пространственного положения пучка лазерного излучения в инфракрасной области спектра.

Технический результат достигается тем, что в способе определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения, согласно которому формируют световой пучок W1 с длиной волны λ1 путем использования первой оптической системы, содержащей лазер, излучающий в инфракрасной области спектра световой пучок W1 с длиной волны λ1, световод, прозрачный в инфракрасной области длин волн, выпуклое и вогнутое сферические зеркала, установленные вдоль оптической оси и образующие первую фокусирующую систему, согласно настоящему изобретению, за вогнутым сферическим зеркалом первой фокусирующей системы под углом к ее оптической оси дополнительно устанавливают плоскопараллельную пластину, выполненную из оптического материала, прозрачного для инфракрасного излучения с длиной волны λ1, причем на одну из поверхностей плоскопараллельной пластины нанесен отражающий слой, поверхность плоскопараллельной пластины с отражающим слоем обращена в противоположную сторону относительно вогнутого сферического зеркала первой фокусирующей системы, и формируют световой пучок W2 с длиной волны λ2 путем использования второй оптической системы, содержащей лазер, излучающий в видимой области световой пучок W2 с длиной волны λ2, световод, прозрачный в видимой области длин волн, выпуклое и вогнутое сферические зеркала, образующие вторую фокусирующую систему, причем первую фокусирующую систему, плоскопараллельную пластину и вторую фокусирующую систему устанавливают с возможностью обеспечения одновременной и точной фокусировки световых пучков W1 и W2 в фиксированной точке объекта, при этом оптическую ось второй оптической системы направляют под углом к оптической оси первой фокусирующей системы, при котором отраженный от пластины световой пучок W2 с длиной волны λ2 по апертуре и направлению распространения совпадает с направлением и апертурой пучка W1 с длиной волны λ1, прошедшего сквозь плоскопараллельную пластину.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет расширить технологические возможности способа определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения при определении точного положения плоскости фокусировки пучка инфракрасного излучения в пространстве или в плоскости объекта за счет возможности одновременной и точной фокусировки пучков в инфракрасной с длиной волны λ1 и видимой с длиной волны λ2 областях спектра.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена принципиальная схема оптической системы инфракрасного лазерного устройства, реализующего предлагаемый способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения.

Цифрами на чертеже обозначены:

1 - лазер, излучающий в инфракрасной области спектра пучок W1 с длиной волны λ1;

2 - световод, прозрачный в инфракрасной области длин волн;

3 - выпуклое сферическое зеркало первой фокусирующей системы;

4 - вогнутое сферическое зеркало первой фокусирующей системы;

5 - плоскопараллельная пластина, выполненная из оптического материала, прозрачного в инфракрасной области длин волн;

6 - отражающий слой, нанесенный на поверхность плоскопараллельной пластины;

7 - фиксированная точка объекта;

8 - лазер, излучающий в видимой области спектра световой пучок W2 с длиной волны λ2;

9 - световод, прозрачный в видимой области длин волн;

10 - выпуклое сферическое зеркало второй фокусирующей системы;

11 - вогнутое сферическое зеркало второй фокусирующей системы.

Инфракрасное лазерное устройство содержит первую оптическую систему, включающую лазер 1, излучающий в инфракрасной области спектра световой пучок W1 с длиной волны λ1, световод 2, прозрачный в инфракрасной области длин волн, выпуклое сферическое зеркало 3 и вогнутое сферическое зеркало 4, установленные вдоль оптической оси и образующие первую фокусирующую систему.

Инфракрасное лазерное устройство дополнительно содержит плоскопараллельную пластину 5 и вторую оптическую систему.

Плоскопараллельная пластина 5 выполнена из оптического материала, прозрачного в инфракрасной области длин волн. На одну из поверхностей плоскопараллельной пластины 5 нанесен отражающий слой 6. Поверхность плоскопараллельной пластины 5 с отражающим слоем 6 обращена в противоположную сторону относительно вогнутого сферического зеркала 4 первой фокусирующей системы.

Вторая оптическая система содержит лазер 8, излучающий в видимой области спектра световой пучок W2 с длиной волны λ2, световод 9, прозрачный в видимой области длин волн, выпуклое сферическое зеркало 10 и вогнутое сферическое зеркало 11, образующие вторую фокусирующую систему.

Первая фокусирующая система, плоскопараллельная пластина 5 и вторая фокусирующая система установлены с возможностью обеспечения одновременной и точной фокусировки световых пучков W1 и W2 в фиксированной точке 7 объекта.

Плоскопараллельная пластина 5 установлена под углом к оптической оси.

Оптическая ось второй оптической системы направлена под углом к оптической оси первой фокусирующей системы, при котором отраженный от пластины световой пучок W2 с длиной волны λ2 по апертуре и направлению распространения совпадает с направлением и апертурой пучка W1 с длиной волны λ1, прошедшего сквозь плоскопараллельную пластину.

Суть способа определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения состоит в следующем.

Пучок инфракрасного излучения W1, например, с длиной волны λ равной 0,890 мкм от лазера 1 направляют сквозь световод 2. Далее пучок W1 падает на выпуклое сферическое зеркало 3 и, отразившись от его поверхности, расходящимся пучком поступает на вогнутое сферическое зеркало 4. Зеркало 4 формирует сходящийся пучок инфракрасного излучения W1, который после прохождения через плоскопараллельную пластину 5 поступает в заданную фиксированную точку 7 объекта. При этом пучок W1 имеет угловую апертуру равную ω1.

Затем световой пучок W2 от лазера 8, излучающего в видимой области, например, на зеленой линии излучения λ равной 0,632 мкм, проходит через световод 9 и достигает отражающий поверхности выпуклого сферического зеркала 10. Отраженный от зеркала 10 расходящийся пучок поступает на вогнутое сферическое зеркало 11. Посредством зеркала 11 формируется сходящийся пучок W2, поступающий на отражающий слой 6 плоскопараллельной пластины 5. При этом отраженный пучок W2 имеет угловую апертуру ω2 равную ω1. С помощью зеркала 11 и пластины 5 достигают совмещения направлений распространения пучков W1 и W2 и, тем самым, определяют пространственное положение пучка инфракрасного излучения W1.

После юстировки и настройки оптической системы в дальнейшем вначале указывают точку в пространстве с помощью пучка W2, а затем посредством зеркал 3 и 4 направляют пучок инфракрасного излучения W1 в фиксированную точку 7 объекта.

В фиксированной точке 7 объекта, например, устанавливают фотоприемник излучения и измеряют плотность мощности излучения пучка инфракрасного лазера или решают другие практические задачи.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит повысить точность определения пространственного положения пучка лазерного излучения в инфракрасной области спектра.

Способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения, согласно которому формируют световой пучок W с длиной волны λ путем использования первой оптической системы, содержащей лазер, излучающий в инфракрасной области спектра световой пучок W с длиной волны λ, световод, прозрачный в инфракрасной области длин волн, выпуклое и вогнутое сферические зеркала, установленные вдоль оптической оси и образующие первую фокусирующую систему, отличающийся тем, что за вогнутым сферическим зеркалом первой фокусирующей системы под углом к ее оптической оси дополнительно устанавливают плоскопараллельную пластину, выполненную из оптического материала, прозрачного для инфракрасного излучения с длиной волны λ, причем на одну из поверхностей плоскопараллельной пластины нанесен отражающий слой, поверхность плоскопараллельной пластины с отражающим слоем обращена в противоположную сторону относительно вогнутого сферического зеркала первой фокусирующей системы, и формируют световой пучок W с длиной волны λ путем использования второй оптической системы, содержащей лазер, излучающий в видимой области световой пучок W с длиной волны λ, световод, прозрачный в видимой области длин волн, выпуклое и вогнутое сферические зеркала, образующие вторую фокусирующую систему, причем первую фокусирующую систему, плоскопараллельную пластину и вторую фокусирующую систему устанавливают с возможностью обеспечения одновременной и точной фокусировки световых пучков W и W в фиксированной точке объекта, при этом оптическую ось второй оптической системы направляют под углом к оптической оси первой фокусирующей системы, при котором отраженный от пластины световой пучок W с длиной волны λ по апертуре и направлению распространения совпадает с направлением и апертурой пучка W с длиной волны λ, прошедшего сквозь плоскопараллельную пластину.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 58.
27.11.2013
№216.012.8617

Способ получения голографических интерферограмм фазового объекта

Изобретение может быть использовано при измерении малых разностей хода (менее 0,1λ длины волны) слабых оптических неоднородностей в прозрачных средах, например, при обтекании тел в потоках малой плотности, распыливании топлива из форсунок в разреженное пространство, изучении процессов смешения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500005
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9189

Способ голографической визуализации обтекания движущегося тела

Способ реализуют посредством двухлучевого интерферометра с оптической системой для формирования опорного и объектного пучков, системой зеркал, установленных вдоль опорной и объектной ветвей, рабочей зоной, проекционным объективом и узлом регистрации голограммы. Голограмму регистрируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502950
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.05.2014
№216.012.c0d9

Способ измерения пористости хлебобулочного изделия и устройство для осуществления

Изобретение относится к области технологического контроля пористости хлебобулочных изделий в процессе их производства и может быть использовано при отработке оптимального режима технологии получения заданной пористости в цеховых лабораторных условиях. В способе измерения пористости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515118
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.08.2014
№216.012.e85c

Способ лечения кожных заболеваний и лазерное терапевтическое устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. При осуществлении способа воздействуют на поверхность кожи дискретным по времени когерентным лазерным излучением, формируемым лазерным терапевтическим устройством. При этом длину волны выбирают в пределах от 300 нм до 1020 нм и дискретное лазерное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525277
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f56a

Лазерное терапевтическое устройство

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение в терапевтических целях. Технический результат - обеспечение стабильности параметров воздействующих факторов и упрощение конструкции терапевтического устройства. Лазерное терапевтическое устройство включает в себя источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528659
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.04.2015
№216.013.441d

Способ получения интерферограмм в когерентном свете

Изобретение может быть использовано для диагностики неоднородностей в прозрачных средах, в том числе в физике горения, экспериментальной газовой динамике, прикладной аэродинамике, гидродинамике. В способе волновой фронт разделяют по амплитуде и фазе на объектный волновой фронт нулевого порядка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548935
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.07.2015
№216.013.64e3

Способ голографической визуализации быстропротекающих процессов

Изобретение относится к способу голографической визуализации быстропротекающих процессов - двухфазных потоков «твердые частицы - газ». При реализации способа посредством оптических элементов создают два объектных и два опорных пучка. Первый объектный пучок проходит сквозь поток, а второй -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557374
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.685c

Способ голографического контроля неплоскостности кольцевых поверхностей

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для контроля неплоскостности кольцевых поверхностей. В способе голографического контроля формируется первый опорный пучок с помощью светоделителя и зеркал и объектный пучок, включающий проекционный объектив,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558269
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.02.2016
№216.014.c2a5

Способ изготовления светодиода

Изобретение относится к электронной полупроводниковой промышленности и может быть использовано в производстве светодиодных источников света. Согласно способу изготовления светодиода,полупроводниковый излучатель и прозрачный световыводящий элемент соединяют в единый излучающий элемент, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574424
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.2e8a

Способ розжига топки котла

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при автоматическом розжиге топки котлов тепловых электростанций, работающих на газообразном топливе. Способ розжига топки котла импульсным лазерным разрядом включает нагрев и воспламенение газообразного топлива путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580241
Дата охранного документа: 10.04.2016
Показаны записи 1-10 из 21.
27.11.2013
№216.012.8617

Способ получения голографических интерферограмм фазового объекта

Изобретение может быть использовано при измерении малых разностей хода (менее 0,1λ длины волны) слабых оптических неоднородностей в прозрачных средах, например, при обтекании тел в потоках малой плотности, распыливании топлива из форсунок в разреженное пространство, изучении процессов смешения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500005
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9189

Способ голографической визуализации обтекания движущегося тела

Способ реализуют посредством двухлучевого интерферометра с оптической системой для формирования опорного и объектного пучков, системой зеркал, установленных вдоль опорной и объектной ветвей, рабочей зоной, проекционным объективом и узлом регистрации голограммы. Голограмму регистрируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502950
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.05.2014
№216.012.c0d9

Способ измерения пористости хлебобулочного изделия и устройство для осуществления

Изобретение относится к области технологического контроля пористости хлебобулочных изделий в процессе их производства и может быть использовано при отработке оптимального режима технологии получения заданной пористости в цеховых лабораторных условиях. В способе измерения пористости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515118
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.08.2014
№216.012.e85c

Способ лечения кожных заболеваний и лазерное терапевтическое устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. При осуществлении способа воздействуют на поверхность кожи дискретным по времени когерентным лазерным излучением, формируемым лазерным терапевтическим устройством. При этом длину волны выбирают в пределах от 300 нм до 1020 нм и дискретное лазерное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525277
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f56a

Лазерное терапевтическое устройство

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение в терапевтических целях. Технический результат - обеспечение стабильности параметров воздействующих факторов и упрощение конструкции терапевтического устройства. Лазерное терапевтическое устройство включает в себя источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528659
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.04.2015
№216.013.441d

Способ получения интерферограмм в когерентном свете

Изобретение может быть использовано для диагностики неоднородностей в прозрачных средах, в том числе в физике горения, экспериментальной газовой динамике, прикладной аэродинамике, гидродинамике. В способе волновой фронт разделяют по амплитуде и фазе на объектный волновой фронт нулевого порядка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548935
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.07.2015
№216.013.64e3

Способ голографической визуализации быстропротекающих процессов

Изобретение относится к способу голографической визуализации быстропротекающих процессов - двухфазных потоков «твердые частицы - газ». При реализации способа посредством оптических элементов создают два объектных и два опорных пучка. Первый объектный пучок проходит сквозь поток, а второй -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557374
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.685c

Способ голографического контроля неплоскостности кольцевых поверхностей

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для контроля неплоскостности кольцевых поверхностей. В способе голографического контроля формируется первый опорный пучок с помощью светоделителя и зеркал и объектный пучок, включающий проекционный объектив,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558269
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.02.2016
№216.014.c2a5

Способ изготовления светодиода

Изобретение относится к электронной полупроводниковой промышленности и может быть использовано в производстве светодиодных источников света. Согласно способу изготовления светодиода,полупроводниковый излучатель и прозрачный световыводящий элемент соединяют в единый излучающий элемент, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574424
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.2e8a

Способ розжига топки котла

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при автоматическом розжиге топки котлов тепловых электростанций, работающих на газообразном топливе. Способ розжига топки котла импульсным лазерным разрядом включает нагрев и воспламенение газообразного топлива путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580241
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД