Sústavy dioptrických prvkov z fotorefraktívneho materiálu

Číslo patentu: U 4988

Dátum: 05.02.2008

Autori: Turek Ivan, Tarjányi Norbert, Dúbravka Miroslav

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 20.11.2006 (13) Druh dokumentu U(24) Dátum nadobudnutia účinkov úžitkového vzoru 19. 12. 2007(32) Dátum podania priorimej prihlášky G 02 B 17/00(33) Krajina alebo regionálna organizácia priorityÚRAD V PRIEMYSELNÉHO (45) Dátum oznámenia 0 zápise VLASTNÍCTVA úžitkového VZOTU 5. 2. 2008 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník UPV SR č N 2003(47) Dátum zápisu a sprístupnenia úžitkového vzoru verejnosti 19. 12. 2007(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(73) Majiteľ Žilinská univerzita v Žiline, Žilina, SK(54) Názov Sústavy dioptrických prvkov z fotorefraktívneho materiáluVynález sa týka optických zobrazovacích sústav.Doteraj ši stav technikyV mnohých aplikáciách optického zobrazovania, napríklad pri mnohonásobnom zobrazovaní jedného objektu potrebnom pri kontrole prvkov adaptivnych optických systémov, je užitočné použit polia (sústavy) spravidla identických dioptrických, resp. míkrodíoptrických prvkov, napríklad sférických šošoviek, alebo mikrošošoviek. Takéto sústavy sa v súčasnosti vytvárajú z nezávislých optických prvkov mechanicky spojených do jedného objektu, alebo tvarovaním povrchu vhodného materiálu tak,aby jeho optické vlastnosti zodpovedali požadovanej sústave.Optické vlastnosti sústavy dioptrických prvkov podľa predkladaného úžitkového vzoru spočívajú v modulácii indexu lomu fotorefraktívneho materiálu, t. j. materiálu (napríklad platničky kryštaliekého niobičnanu lítneho), v ktorom sa nehomogénnym osvetlením svetlom z vhodnej oblasti vlnových dlžok vytvoria zmeny rozloženia nosičov náboja zachytených na záchytných centrách prítomných v materiáli. V prípade, že sa jedná o materiály s nenulovou iónovou vodivosťou (ako napríklad v niobičnane lítnom) v dôsledku vzniku elektrického poľa súvisiaceho s prerozdelenírn koncentrácie nosičov náboja sa vytvoria i zmeny koncentrácie iónov spôsobujúcich iónovú vodivosť. Zmeny obsadenosti záchytných centier, ako i zmeny rozloženia koncentrácie iónov spôsobia zmeny rozloženia indexu lomu. Priestorové rozloženie osvetlením vyvolanej zmeny indexu lomu závisí od vlastností použitého fotorefraktívneho materiálu a od priestorového rozloženia osvitu (t. j. rozloženia súčinu intenzity osvetlenia v danom mieste a doby, počas ktorej dané osvetlenie pôsobí), takže vhodnou voľbou rozloženia osvitu materiálu svetlom s vhodnou vlnovou dĺžkou je možné vytvoriť takú závislosť modulácie indexu lomu, aby sa vytvorili požadované dioptrické vlastnosti, ktoré sa pri prechode svetelných vĺn s dlhšími vlnovýrni dĺžkami nemenia, takže dioptrické vlastnosti takto vytvorených sústav sú stabilné.Sústavy dioptrických prvkov podľa predkladaného úžitkového vzoru môžu mať vlastnosti súboru periodicky rozložených šošoviek s rozmermi rádu rnilimetra, až po sústavy mikrodioptrických prvkov s rozmermi rádu desiatich rnikrometrov. Príprava dioptrických sústav podľa predkladaného úžitkového vzoru je jednoduchšia a lacnejšia než príprava bežne používaných sústav a môžu byť vytvorené sústavy mikrodioptrických prvkov s rozmermi, ktore u sústav založených na tvare ich povrchoch nie je možné pripraviť.Kombináciou týchto dioptrických, alebo mikrodioptrických sústav, možno vytvorit optické sústavy, alebo rnikrosústavy s rôznymi vlastnosťami.Sústavou dioptrických prvkov z fotorefraktívneho materiálu je napríklad platnička LiNbO 3 Fe,ktorej optická nehomogenita spočíva v priestorovej závislosti indexu lomu od jednej súradnice ležiacej V rovine platničky podľa harmonickej funkcie. Takáto závislost indexu lomu sa (vďaka tomu, že sa jedná o platničku z fotorefraktivneho materiálu) dá dosiahnuť napr. osvetlením dvomi koherentnými lúčmi argónového laseru s vlnovou dlžkou NE 488 nm zvierajúcimí uhol a, čím sa vytvorí rozloženie intenzity svetla, ktoré závisí hannonicky od jednej súradnice (od kryštalograñckej osi z v platničkách LiNbO 3 Fe orientovaných v smere osi y). Pri takomto osvetlení sa v platničke vytvorí modulácia indexu lomu s harmonickou závislosťou, t. j.kde no je index lomu prostredia pred osvetlením, An je amplitúda modulácie indexu lomu, ktorá závisí od intenzity osvetlenia, vlnovej dlžky použitého svetla Ä a od doby osvetlenia, A Nsinúx) je perióda vytvorenej harmonickej závislosti osvetlenia a z je súradnica rovnobežná s kryštalograñckou osou z aZ Taylorovho rozvoja funkcie kosínus v okolí maxim modulácíe indexu lomu a po zanedbaní členov vyšších rádov vyplýva, že závislosť indexu lomu má v okolí týchto maxim charakter kvadratickej závislostikde i je celé číslo určujúce polohu príslušného maxima.Pri osvetlení platničky s rozložením indexu lomu vyjadrenej vzťahom (2) paralelným svetelným zväzkom s vlnovou dĺžkou Ä väčšou ako je vlnová dĺžka, ktorou sa modulácia indexu lomu vytvorila(napr. He-Ne laserom s vlnovou dĺžkou 7 632,8 nm) fáza svetelnej vlny, ktorá prešla takýmto prostredim je bezprostredne po prechode cez takúto platničku kvadraticky závislá od súradnice z2 «zpo-íí§ľz-rr~ 2, 3) A 7 L kde d je hrúbka platničky, V ktorej je modulácia indexu lomu vytvorená.Z vyjadrenia závislosti fázy vlny po prechode platničkou s takouto moduláciou indexu lomu v okolí maxima modulácie indexu lomu vyplýva, že lúče, ktoré prešli prostredím v okolí i-tého maxima budú fokusované V priamkach rovnobežných s osou x vzájomne vzdialených o hodnotu A a vzdialených od platničky o hodnotu f, ktorá závisí od veľkosti amplitúdy modulácie indexu lomu An, hrúbky platničky d a periódy modulácie A a je vyjadrená vzťahomTo znamená, že takáto platnička má vlastnosti sústavy dioptrických prvkov, v tomto prípade sústavy cylindrických (mikro)šošoviek navzájom vzdialených o hodnotu A.Funkciu takto realizovanej sústavy dokumentuje záznam svetelného poľa v jej ohniskovej rovine(obr. l). Realizovaná sústava je tvorená platničkou kryštalického LiNb 03 Fe s harmonickou závislosťou indexu lomu určenou vzťahom (1). Optické pole, ktorého záznam je uvedený na tomto obrázku, bolo vytvorené jej osvetlením rovnobežným zväzkom He-Ne laseru. Z tohto obrázku je vidieť, že daným spôsobom spracovaná platnička fokusuje rovinnú vlnu do fokálnych čiar, takže sa správa ako sústava cylindrických (mikro)šošoviek. Vzáj omná vzdialenosť ohniskových čiar na obr. l je rovná perióde osvetlenia A 0,2 mm.Rovnaké vlastnosti by vykazovala platnička, v ktorej index lomu V periodicky sa opakujúcich intervaloch so šírkou A, závisí od súradnice ležiacej V rovine platničky kvadraticky, tak ako to opisuje vzťah (2), pričom index í určuje poradie uvažovaného intervalu.Uloženim dvoch rovnakých sústav cylindrických šošoviek bezprostredne po sebe tak, že osi ich cylindrických šošoviek sú navzájom kolmé, sa vytvorí sústava, ktorá zapríčiní, že fáza rovinnej svetelnej vlny po prechode takouto sústavou v okolí miest, v ktorých sa prekrývajú maxima indexu lomu v oboch platničkách, závisí kvadraticky od súradnice z i od súradnice x, t. j.kde i aj sú celé čísla určujúce polohu maxima V prvej a druhej platuičke a súradnice z a x sú kolmé na fokálne priamky týchto platničiek. Modulácia fázy vyjadrená vzťahom (5) znamená, že takáto sústava má vlastnosti sústavy (poľa) sférických (mikro)šošoviek, ktoré budú rovinnú svetelnú vlnu fokusovať do bodov periodicky uložených vo vzdialenostiach A, takže majú dioptrické vlastností a je možné použit ich na mnohonásobne optické zobrazovanie.1. Sústava dioptrických prvkov pozostávajúca z jednej opticky nehomogénnej platničky fotorefraktívneho materiálu, V y z n a č u j ú c a s a t ý m , že rozloženie koncentrácie nosičov náboja na záchytných centrách a/alebo rozloženie koncentrácie iónov V tejto platničke vytvorené osvetlením s harmonický rozloženou intenzitou je harmonickou funkciou aspoň jednej súradnice ležiacej v rovine platničky.2. Sústava dioptrických prvkov pozostávajúca z jednej opticky nehomogénnej plamičky fotorefraktívneho materiálu, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že rozloženie koncentrácie nosičov náboja na záchytných centrách a/alebo rozloženie koncentrácie íónov v tejto platničke vytvorené nehomogćnnym osvetlením je po kusoch kvadratickou funkciou aspoň jednej súradnice ležiacej V rovine platničky.

MPK / Značky

MPK: G02B 17/00

Značky: materiálů, sústavy, prvkov, fotorefraktívneho, dioptrických

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-u4988-sustavy-dioptrickych-prvkov-z-fotorefraktivneho-materialu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Sústavy dioptrických prvkov z fotorefraktívneho materiálu</a>

Podobne patenty