Багатоканальне джерело випромінювання (варіанти)

1. Багатоканальне джерело випромінювання, що містить корпус, джерело випромінювання, вихідне вікно, джерело живлення, яке відрізняється тим, що джерело випромінювання містить щонайменше два випромінюючі активні елементи та розміщене так на вістрі квазіпараболічного дзеркала, яке складається з сегментів певної форми, що його випромінювання направлене в бік вершини правильної багатокутної піраміди із дзеркальними гранями, яка розташована у фокусі квазіпараболічного дзеркала, причому зміщення активних елементів відносно оптичної осі джерела випромінювання, розміри сегментів квазіпараболічного дзеркала і величини плоских кутів при вершині правильної багатокутної піраміди узгоджені між собою таким чином, що однакові незалежні світлові потоки, які формуються, займають різне просторове положення в різні моменти часу. 2. Багатоканальне джерело випромінювання, що містить корпус, джерело випромінювання, вихідне вікно, джерело живлення, яке відрізняється тим, що джерело випромінювання містить щонайменше два випромінюючі активні елементи та розміщене так на вістрі квазіпараболічного дзеркала, яке складається з сегментів певної форми, що його випромінювання направлене в бік вершини правильної багатокутної піраміди із дзеркальними гранями, яка розташована у фокусі квазіпараболічного дзеркала, причому зміщення активних елементів відносно оптичної осі джерела випро 2 (19) 1 3 86900 4 11. Багатоканальне джерело випромінювання за п. 12. Багатоканальне джерело випромінювання за 10, яке відрізняється тим, що бокова світловідбиодним з пп. 1, 2, 8-11, яке відрізняється тим, що ваюча поверхня виконана у вигляді поверхні тіла кожний випромінюючий активний елемент залитий обертання, переважно у формі зрізаної конічної компаундом у формі просвітлюючої і фокусуючої поверхні. поверхні. Винахід відноситься до джерел випромінювання, що містять кілька елементів, сформованих на загальній основі і може використовуватися у світлосигнальному обладнанні, спектроскопії, системах спостереження, приладах аналітичної техніки, енергетиці та інших галузях промисловості. Відомий світлодіодний пристрій [1], що включає в себе джерело випромінювання з одним або декількома кристалами, які випромінюють світло на одній або декількох довжинах хвиль оптичного діапазону, герметизуючий корпус з кришкою, яка виконана у вигляді збираючої випромінювання лінзи, підкладка містить аксіальне заглиблення з плоским дном для розміщення випромінюючих кристалів і з відбиваючою випромінювання боковою поверхнею, об'єм між заглибленням в підкладці з джерелом світла і кришкою-лінзою заповнений герметизуючим компаундом, причому в якості збираючої лінзи використовується плоска кільцева лінза, виконана з кільцевою растрово-конічною поверхнею. Технічним результатом світлодіодного пристрою є підвищення потужності випромінювання, варіювання кута огляду, підвищення рівномірності розподілу енергії в середині світлового потоку. Недоліком даного світлодіодного пристрою є неможливість одержання декількох, однакових по рівномірності розподілу енергії всередині пучка, рознесених у просторі в різні моменти часу, незалежних потоків випромінювання без ускладнення конструкції. Даний світлодіодний пристрій дозволяє тільки варіювати кут огляду. Відоме джерело світла [2], що включає в себе циліндричний корпус, який складається із двох частин, що утворюють круговий параболічний відбивач, світловипромінюючі діодні кристали, розміщені у фокусі відбивача. Кристали розміщені на металічному кільці, яке закріплене на циліндричному посадочному місці в нижній частині корпуса у місці його з'єднання із верхньою частиною корпуса. Технічним результатом джерела світла є забезпечення більш високої надійності, зниження трудомісткості виготовлення. Недоліком даного джерела світла є неможливість одержання декількох, однакових по рівномірності розподілу енергії всередині пучка, рознесених у просторі в різні моменти часу, незалежних потоків випромінювання без ускладнення конструкції. В даному джерелі світла, кристали розміщені на металічному кільці, яке закріплене на циліндричному посадочному місці в нижній частині корпуса у місці його з'єднання із верхньою частиною корпуса і випромінюють світло одночасно. Відомий багатоцільовий оптичний випромінювач [3], вибраний в якості прототипу, що включає в себе корпус, оптичний елемент, який має дві робочі поверхні, форми яких узгоджені, розміщене у його фокусі джерело випромінювання, вихідне вікно. Джерело випромінювання розміщене так, що його світловий потік направлений сторону, протилежну вихідному вікну, одна із відбиваючих поверхонь виконана у виді напівкубічного параболоїда, вісь симетрії якого співпадає з оптичною віссю джерела, вістря поверхні параболоїда направлене в сторону джерела світла, а друга відбиваюча поверхня виконана у вигляді квазіпараболоїда. Багатоцільовий оптичний випромінювач містить два незалежних випромінювачі на одну або різні довжини хвиль випромінювання, а вихідне вікно містить насадки з лінзами Френеля. Недоліком даного джерела світла є неможливість одержання декількох, однакових по рівномірності розподілу енергії всередині пучка, рознесених у просторі в різні моменти часу, незалежних потоків випромінювання без ускладнення конструкції. Друга відбиваюча поверхня даного випромінювача, яка виконана у вигляді квазіпараболоїда, дозволяє одержати декілька однакових по рівномірності розподілу енергії всередині пучка, рознесених у просторі, потоків випромінювання, але в різні моменти часу вони займають одні й ті ж самі просторові положення. Крім того, використання насадок з лінзами Френеля на вихідному вікні, приводить до об'єднання світлових потоків в однин світловий потік з рівномірним розподілом енергії всередині потоку. Однак, для ряду світлосигнального обладнання, спектроскопії, особливо в системах спостереження та приладах аналітичної техніки необхідно використовувати такі джерела випромінювання, які здатні формувати декілька, однакових по рівномірності розподілу енергії всередині пучка, рознесених у просторі в різні моменти часу, незалежних потоків випромінювання. Завданням винаходу є створення багатоканального джерела випромінювання, який дозволяє розширити область використання при спрощенні його конструкції. Поставлена задача досягається тим, що багатоканальне джерело випромінювання містить корпус, оптичний елемент, який має дві робочі поверхні, джерело випромінювання, вихідне вікно, джерело живлення, джерело випромінювання, яке складається з n³2 випромінюючих активних елементів, знаходиться на вістрі квазіпараболічного дзеркала так, що його випромінювання направлене в сторону вершини правильної багатокутної піраміди із дзеркальними гранями, яка знаходиться у його фокусі, зміщення активних елементів відносно оптичної осі джерела випромінювання, розміри сегментів квазіпараболічного дзеркала і величини плоских кутів при вершині правильної багатокутної піраміди ув'язані між собою, а однакові незалежні паралельні світлові потоки, що формуються займають різне просторове положення в різні моменти часу. 5 86900 6 Одержання декількох однакових паралельних 8 піраміди і відбиваючись від них попадає на відсвітлових потоків забезпечується використанням повідні сегменти квазіпараболічного 7 дзеркала, квазіпараболічного дзеркала та правильної багаутворюючи паралельні світлові потоки, з рівноміртокутної піраміди із дзеркальними гранями розміним розподілом енергії всередині потоку, що защених на одній оптичній осі з джерелом випроміймають певне просторове положення. В наступний нювання. Квазіпараболічне дзеркало містить момент часу, джерело 10 живлення активує випевним чином розміщені вогнуті сегменти, а прапромінюючий активний 5 елемент джерела 3 вивильна багатокутна піраміда, яка знаходиться у промінювання, який зміщений відносно оптичної його фокусі, розміщена вершиною до джерела осі джерела 3 випромінювання та відносно випровипромінювання. Зміщення активних елементів мінюючого активного 4 елементу. Світловий потік, відносно оптичної осі джерела випромінювання, що утворений випромінюючим активним 5 елерозміри і розміщення сегментів квазіпараболічного мент, направлений на іншу частину дзеркальних дзеркала та величини плоских кутів при вершині граней правильної багатокутної 8 піраміди і відбиправильної багатокутної піраміди ув'язані між соваючись від них попадає на інші сегменти квазіпабою. Використання квазіпараболічного дзеркала із раболічного 7 дзеркала, утворюючи паралельні вогнутими та певним чином розміщеними сегменсвітлові потоки, з рівномірним розподілом енергії тами і розміщеної певним чином правильної багавсередині потоку, що займають інше просторове токутної піраміди із дзеркальними гранями покраположення. Активація, джерелом 10 живлення, щує світлотехнічні характеристики випромінюючого активного 6 елементу, в послідубагатоканального джерела випромінювання при ючий момент часу, дозволяє таким же чином сфоспрощенні його конструкції. рмувати паралельні світлові потоки, з рівномірним Незалежність однакових паралельних світлорозподілом енергії всередині потоку, що займають вих потоків, які займають різне просторове полоінше просторове положення. Використання однаження в різні моменти часу, забезпечується викокових активних елементів дозволяє одержати прористанням джерела випромінювання, яке містить сторово розділені однакові паралельні потоки видва і більше випромінюючих активних елементів, промінювання з рівномірним розподілом енергії що зміщені відносно оптичної осі джерела випровсередині потоку в різні моменти часу. мінювання і активуються джерелом живлення. За п. 2 формули винаходу (фіг. 3), багатоканаТаке розміщення активних елементів та їх активальне джерело випромінювання працює таким же ція в різні моменти часу дозволяє значно розшичином. Розміщення фотоприймача 11 на основі рити область використання багатоканального правильної багатокутної 8 піраміди, який підклюджерела випромінювання. чений до блоку обробки 12 сигналів, який в свою На фіг. 1 наведена функціональна схема багачергу підключений до джерела 10 живлення, дотоканального джерела випромінювання. зволяють в певній мірі автоматизувати керування Багатоканальне джерело випромінювання місроботою багатоканального джерела випромінютить корпус 1 на якому розміщені оптичний 2 елевання в залежності від функціонального признамент, джерело 3 випромінювання та вихідне 9 вікчення та освітленості навколишнього середовища, но. що значно розширює область його використання. Оптичний 2 елемент складається із квазіпараЗа п. 3 формули винаходу вихідне 9 вікно виболічного 7 дзеркала і правильної багатокутної 8 конане у вигляді сапфірового елементу для того, піраміди із дзеркальними гранями, що знаходиться щоб використати випромінюючі активні 4, 5, 6 у його фокусі вершиною до джерела 3 випромінюелементи в широкому діапазоні спектру випромівання та розміщені на одній оптичній осі із джеренювання. лом 3 випромінювання. Джерело 3 випромінюванЗа п. 4 формули винаходу випромінюючі актиня розміщене на вістрі квазіпараболічного 7 вні 4, 5, 6 елементи випромінюють світло на різних довжинах хвиль, що дозволяє значно розширити дзеркала і містить n³2 випромінюючих активних 4, область використання світлотехнічних пристроїв. 5, 6 елементів, які зміщені відносно його оптичної За п. 5 формули винаходу, для розширення осі і активуються джерелом 10 живлення. області використання та спрощенні конструкції на На фіг. 2 показане фронтальне положення бавихідне вікно із сапфірового елементу нанесений гатоканального джерела випромінювання за п. 1 світлофільтр, який пропускає випромінювання на формули винаходу. одну довжину хвилі або розміщені відповідним Розміщення випромінюючих активних 4, 5, 6 чином світлофільтри, які пропускають випромінюелементів відносно оптичної осі джерела 3 випровання на різних довжинах хвиль. Розміщення вимінювання, розміри і розміщення сегментів квазіпромінюючих активних 4, 5, 6 елементів джерела 3 параболічного 7 дзеркала та величини плоских випромінювання та розміщення відповідним чином кутів при вершині правильної багатокутної 8 пірасвітлофільтрів є взаємоузгодженими і дозволяють міди ув'язані між собою. одержати просторово розділені однакові паралеБагатоканальне джерело випромінювання льні потоки випромінювання з рівномірним розпопрацює наступним чином: ділом енергії всередині потоку в різні моменти чаВ перший момент часу, джерело 3 інфрачерсу з різною довжиною хвилі випромінювання, що воного випромінювання, за допомогою випромівикористовується в приладах газового аналізу. нюючого активного 4 елементу, зміщеного відносЗа п. 6 формули винаходу, для розширення но оптичної осі джерела 3 випромінювання і області використання та в залежності від функціоактивованого джерелом 10 живлення, формує свінального використання, багатоканальне джерело тловий потік, що направлений на відповідну часвипромінювання містить однакову або різну кільтину дзеркальних граней правильної багатокутної 7 86900 8 кість випромінювальних активних елементів, які них характеристик багатоканального джерела вивипромінюють на різних довжинах хвиль. промінювання, кожен випромінюючий активний За п. 7 формули винаходу, для розширення елемент, який виготовлений з напівпровідникових режимів роботи багатоканального джерела викогерентних і/або некогерентних джерел випроміпромінювання активні елементи, які випромінюють нювання, залитий компаундом у формі просвітлюна одну або різні довжини хвиль з'єднані послідовючої і фокусуючої поверхні. но і/або паралельно. За п. 13 формули винаходу, для розширення За п. 8 формули винаходу, для розширення області використання, багатоканальне джерело області використання, підвищення швидкодії робовипромінювання використовується як газовий датти та електронної модуляції багатоканального чик, при використанні світлофільтрів і/або напівджерела випромінювання, випромінюючі активні провідникових когерентних або некогерентних елементи виготовлені з напівпровідникових когеджерел випромінювання на довжини хвиль в обрентних і/або некогерентних джерел випромінюласті 2,5-5,0 мкм. В якості напівпровідникових невання. когерентних джерел випромінювання були викориЗа п. 9 формули винаходу, для розширення стані випромінюючі активні елементи утворені на області використання та спрощення конструкції основі твердих розчинів InGaAs та InAsSbP, що випромінюючими активними елементами є напівгенерують випромінювання в середній інфрачерпровідникові когерентні і/або некогерентні джеревоній області спектру на довжинах хвиль 2,5-5,0 ла випромінювання, що випромінюють на одній мкм, де розміщені основні забруднюючі атмосфеабо різних довжинах хвиль. На фіг. 4 показано, ру гази (CO, CO2, CH4, NO). для прикладу, розміщення випромінюючих активЗа п. 14 формули винаходу, для розширення них 13, 14, 15 елементів у вигляді напівпровідниобласті використання та спрощення конструкції, кових некогерентних джерел випромінювання, що багатоканальне джерело випромінювання викоривипромінюють на одній або різних довжинах стовується як газовий сенсор з відкритим каналом хвиль. Розміщення випромінюючих активних 13, зв'язку. Використання активних елементів, що ви14, 15 елементів відносно оптичної осі джерела промінюють на довжині хвилі, яка співпадає з доввипромінювання, розміри і розміщення сегментів жиною хвилі поглинання аналізуючого газу та розквазіпараболічного дзеркала та величини плоских міщення на певній відстані додаткового кутів при вершині правильної багатокутної піраміпараболічного дзеркала у фокусі якого знаходитьди ув'язані між собою. ся фотоприймач, дозволить визначити концентраЗа п. 10 формули винаходу, для покращення цію аналізую чого газу. світлотехнічних характеристик багатоканального Запропоноване багатоканальне джерело виджерела випромінювання, кожен випромінюючий промінювання дозволяє розширити область його активний елемент має світловідбиваючу поверхвикористання при одночасному спрощенні консню. трукції. За п. 11 формули винаходу, для покращення Джерела інформації світлотехнічних характеристик багатоканального 1. Патент РФ № 2134000, МПК H01L33/00, джерела випромінювання, бокова світловідбиваюОпублікований 1999.07.27. ча поверхня виконана у вигляді поверхні тіла обе2. Патент РФ № 2210143, МПК H01L33/00, ртання, переважно у вигляді урізаної конічної поОпублікований 2003.08.10. верхні. 3. Заявка на винахід РФ № 2003125290, МПК За п. 12 формули винаходу, для розширення F21V13/04, Опублікована 2005.02.20. області використання та покращення світлотехніч 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 86900 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601