Адаптивний нейтральний радіальний фільтр

1 Адаптивний нейтральний радіальний фільтр, що має коаксіальні розташований диск з поглинаючим або відбиваючим покриттям, який відрізняється тим, що розмір диска та його відстань від фокусуючого елемента виконані ВІДПОВІДНИМИ до функції радіального розподілу інтенсивності в напівтіні від диска f(r, KD, х)=І(г)1 д(г) г- відцентрова відстань точки зображення, го - радіус диска, х - відстань від фокусуючого елемента до диска фільтра, І(г) - функція радіального розподілу інтенсивності об'єкта, g(r) - функція радіального розподілу інтенсивності зображення 2 Фільтр за п 1, який відрізняється тим, що диск може змінювати розмір і відстань до фокусуючого елемента без розбирання приладу (в тому числі автоматично) при ЗМІНІ З часом радіального розподілу інтенсивності спостережного об'єкта 3 Фільтр за п 1, який відрізняється тим, що диск виконано частково прозорим з оптичною товщею Винахід відноситься до галузі оптичного приладобудування Можливе використання в приладах керування випромінюванням Відомий ОПТИЧНИЙ корегуючий фільтр [1] з нанесеним на прозорий диск непрозорим поглинаючим покриттям постійної оптичної товщі Покриття наноситься у вигляді радіальних ЛІНІЙ ОДНІЄЇ ширини Тому послаблення світла диском збільшується від його периферії до центру Але матеріал диска селективний за довжинами хвиль, порушується осьова симетрія потоку випромінювання, система неадаптивна по розподілу інтенсивності Найбільш близький по технічній суті є нейтральний радіальний фільтр [2], що має прозорий диск з поглинаючим покриттям, коаксіальне розміщений безпосередньо перед фокальною площиною Розмір диска берется більшим за розмір зображення об'єкта спостереження Товщина покриття диска плавно зменшується від його центру до периферії згідно обраному розподілу послаблення інтенсивності випромінювання і постійна вздовж дуги кола Покриття наноситься методом плазмового напилення Матеріалом поглинаючого покриття високоякісних фільтрів є платина Наносити покриття згідно обраному розподілу інтенсивності дуже складно Навіть найкраще покриття селективне за довжинами хвиль При варіації радіального розподілу випромінювання доводиться для кожного випадку виготовлювати спеціальний фільтр Прилад є дуже коштовним В основу винаходу поставлено задачу створення адаптивного нейтрального радіального фільтра в якому шляхом нанесення поглинаючого або відбиваючого покриття, яке є непрозорим або має однакову по площі диска оптичну товщу, та розміщенням диска поміж об'єктивом та фокальною площиною, виконавши розмір диска та його відстань від фокусуючого елемента ВІДПОВІДНИМИ до радіального розподілу інтенсивності в напівтіні від диска отримати потрібну функцію радіального розподілу інтенсивності зображення і за рахунок цього забезпечити одержання неселективного за довжинами хвиль, радіально-симетричного, дешевого, швидкого у виготовленні, простого фільтра Поставлена задача вирішується тим, що в нейтральному радіальному фільтрі, який має коаксіальне встановлений диск з поглинаючим або відбиваючим покриттям згідно винаходу розмір диска та його відстань від об'єктива виконані від ГО 00 00 ю 51883 повідними до функції радіального розподілу інтенсивності в напівтіні від диска Пристрій забезпечує отримання потрібної функції радіального розподілу інтенсивності зображення Найчастіше необхідним є зменшення її амплітуди Зокрема при фотографуванні корони Сонця радіальний градієнт інтенсивності слід зменшити, щоб яскраві промені не спотворили зображення Отже значення функції радіального розподілу інтенсивності об'єкту беруться ДОВІЛЬНІ, менші за експоненту від розміру ділянки нормального зростання характеристичної кривої фотоемульсії Принцип дії винаходу полягає у використанні ПІВТІНІ ВІД диска для радіального послаблення потоку випромінювання, тоді як всі ІНШІ фільтри створювали геометричну тінь Важливо, що диск розташований саме між об'єктивом та фокальною площиною В цьому випадку потрібна функція радіального розподілу інтенсивності зображення визначає вибір ВІДПОВІДНИХ радіуса та відстані диска від об'єктива Ці параметри можуть бути обрахованими, а можуть і підбиратися системою з датчиками випромінювання та оберненим зв'язком При обрахунку використовується наступна залежність F(r, r D ,x) = l(r) 1 g(r) f - функція радіального розподілу інтенсивності в напівтіні від диска, г- відцентрова відстань точки зображення, го - радіус диска, х - відстань від фокусуючого елемента до диска фільтра, І(г) - функція радіального розподілу інтенсивності об'єкта, д(г)-функція радіального розподілу інтенсивності зображення На фіг 1 зображено оптичну схему роботи фільтра Де 1 - диск, 2 - фокусуючий елемент, 3 - фокальна площина з її точкою А, х - відстань від фокусуючого елемента до диска фільтра, F - фокусна відстань фокусуючого елемента, го - радіус диска Відбиванням світла нехтуємо На фіг 2 зображено функцію радіального розподілу інтенсивності зображення при різних значеннях радіуса та відстані від фокусуючого елемента диска Відстань точки зображення від його центру менша за Гсіз, X - відстань від фокусуючого елемента до диска фільтра, F - фокусна відстань фокусуючого елемента, f - інтенсивність послабленого світла Пучок світла від об'єктива падає на площину диска Промені, які потрапили на поверхню диска поглинаються або відбиваються Отже вони не беруть участі у побудові зображення незалежно від їх довжин хвиль Отже зображення формують лише промені, що пройшли поза диском В результаті потік світла, що потрапив до точки зображення А є послабленним Послаблення світла не лінійно зменшується зі зростанням відцентрової відстані точки зображення Із розгляду принципу дії адаптивного нейтрального радіального фільтра слідує, що він при потребі зможе керувати ламінарними потоками випромінювання різної природи Це можуть бути УФ, СВЧ, електронні та ІНШІ ПОТОКИ ПІД ОПТИЧНОЮ системою далі будемо розуміти ту оптичну систему, в якій використовується фільтр Окремими ознаками моделей адаптивного нейтрального радіального фільтра є 1 Наявність можливості переміщення диска вздовж оптичної ВІСІ і зміни його радіуса, що дозволяє змінювати функцію радіального розподілу інтенсивності в напівтіні від диска без розборки приладу Це дає можливість компенсувати зміну розподілу інтенсивності об'єкта 2 Для зменшення високих градієнтів інтенсивності випромінювання можна застосувати кілька дисків, причому їх ефективність при виконанні такої роботи підвищиться у випадку розміщення кожного диска поза межею чіткої геометричної ТІНІ ВІД іншого Це легко забезпечити якщо в оптичній системі розташувати кожен диск за наступним фокусуючим елементом Диск розташований ближче до фокальної площини ВІДПОВІДНОГО фокусуючого елементу буде послаблювати лише внутрішню частину зображення, а чим далі від фокальної площини розташувати диск, тим більш периферійну частину зображення він послабить 3 3 метою одночасного отримання зображень центральних та периферійних частин сильно неоднорідного за яскравістю об'єкта, наприклад при одночасній реєстрації диска та корони Сонця, диск приладу доцільно робити частково прозорим з високою оптичною товщею х » 1 Тоді ДЛЯ яскравих центральних частин він виявиться частково пропускаючим світло, а для на кілька порядків менш інтенсивних периферійних - майже ні В даній моделі доцільним може бути застосування потрійних дисків та аподирування дисків для боротьби із дифракційними спотвореннями зображення [2] 4 В оптичній системі з датчиками випромінювання та оберненим зв'язком можлива адаптація по розподілу випромінювання Оперативно змінювати розмір диска можна, наприклад зробивши його надувним Також можна змінювати положення диска на осі оптичної системи, що не є складною задачею Для конкретного покриття фільтра найчастіше має сильно переважати процес або поглинання або відбивання світла Взагалі роль покриття може відіграти сама поверхня диска, але використовуючи покриття легше досягти потрібне альбедо Через те що відстань диска від фокусуючого елемента менша за фокусну, та його розміри порівнянні з розмірами об'єктива, диск покриває багато зон Френеля і, отже, дифракційними спотвореннями в оптичній системі слід нехтувати Таким чином розроблено неселективний за довжинами хвиль, радіально-симетричний, дешевий, швидкий у виготовлені, простий фільтр Література 51883 1 А С СРСР N1642420 опубл 15,04,91, МКИ5 G02B 5/20 бюл N44 2 Г М Никольский Солнечная корона и межпланетное пространство Знание, М-1975,ст 6263 60 1 ФІГ. 1 Фіг. 2 F У: ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71