ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ РАСШИРИТЕЛЬ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА ТИПА ГАЛИЛЕЯ

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к лазерным дальномерам, и может быть использована для изменения расходимости лазерного пучка.
Известен телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея [1], состоящий из оптически связанных объектива и окуляра, причем объектив содержит двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, разделенные воздушным промежутком, и положительную линзу, а окуляр выполнен в виде двояковогнутой линзы, положительная линза объектива выполнена в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к окуляру. Данная конструкция обеспечивает 7-ми кратное расширение лазерного пучка диаметром до 3,6 мм при дифракционном качестве для длины волны 1,06 мкм. Недостатком данной конструкции является невозможность получить большее расширение лазерного пучка при сохранении дифракционного качества иображения.
Наиболее близкой к предлагаемой системе является телескопическая оптическая система типа Галилея [2], состоящая из объектива и окуляра. Объектив состоит из положительной двусклеенной линзы, включающей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, и положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов. Окуляр состоит из двух одиночных отрицательных линз, вторая из которых двояковогнутая, а первая может быть выполнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов или двояковогнутой линзы. Данная конструкция обеспечивает увеличение 4 крата при высоком качестве изображения и небольшой длине системы. Однако недостатком прототипа является то, что при пересчете на увеличение 21 крат данная система не обеспечивает необходимого качества изображения.
Задачей полезной модели является увеличение кратности системы до 21, получение дифракционного качества изображения для длины волны 1.О6 мкм.
Сущность полезной модели заключается в том, что телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея, включает оптически связанные объектив и окуляр, причем объектив содержит двояковыпуклую линзу, двояковогнутую линзу и положительную линзу, выполненную в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, а окуляр выполнен в виде двух линз, первая из которых двояковогнутая, в отличие от прототипа двояковогнутая и двояковыпуклая линзы объектива разделены воздушным промежутком, вторая линза окуляра выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений.
Разделение двояковыпуклой и двояковогнутой линз объектива воздушным промежутком, выполнение второй линзы окуляра в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, позволили получить увеличение телескопического расширителя 21 крат и, соответственно, расширить лазерный пучок диаметром 6,3 мм до 133 мм, обеспечили дифракционное качество изображения за счет высокой степени коррекции сферической аберрации и комы при удалении выходного зрачка до 25 мм.
На фиг.1 изображена оптическая схема телескопиченского расширителя лазерного пучка типа Галилея.
На фиг.2 приведены марки стекол и конструктивные параметры телескопиченского расширителя лазерного пучка типа Галилея, где R -радиусы линз, d-толщины линз, св.Ø' - световые диаметры на поверхностях линз.
Расширитель лазерного пучка типа Галилея состоит из пяти компонентов 1-5. Компоненты 1-3 образуют объектив. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 1. Второй компонент представляет собой двояковогнутую линзу 2. Первый и второй компоненты разделены воздушным промежутком равным 3,53 мм. Третий компонент выполнен в виде положительного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к окуляру. Фокусное расстояние объектива равно 258 мм для длины волны 1,06 мкм.
Четвертый и пятый компоненты образуют окуляр с фокусным расстоянием -11,95 мм для длины волны 1,06 мкм. Четвертый компонент представляет собой двояковогнутую линзу 4, пятый компонент выполнен в виде положительного мениска 5, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений.
Телескопический расширитель лазерного пучка работает следующим образом: излучение от лазерного источника, совмещенного с выходным зрачком системы, попадает на окуляр телескопа, после чего расширяется и попадает на объектив телескопа. Задний фокус объектива совпадает с передним фокусом окуляра, и поэтому из объектива выходит параллельный пучок лазерного излучения, увеличенный в диаметре в 21 раз по сравнению с диаметром падающего излучения и расходимостью, уменьшенной в 21 раз.
Телескопический расширитель лазерного пучка типа Галилея для длины волны 1.06 мкм имеет увеличение оптической системы 21 крат, диаметр выходного зрачка 6,3 мм, удаление выходного зрачка 25 мм, средне-квадратичное искажение волнового фронта, выходящего из телескопической системы равно 0.037λ, для длины волны 1.О6мкм, что говорит о том, что система имеет дифракционное качество.
Источники информации
1. Патент BY №3862 U, публикация 2007 г., МПК G02B 23/00.
2. Патент RU №2018166 С1, публикация 1994 г., МПК G02B 23/00-прототип.