200002. lajstromszámú szabadalom • Változtatható bázistávolságú és átfutásszámú optikai fényúthosszabító berendezés
1 HU 200002 B 2 A találmány tárgya változtatható bázistávolságú és átfutásszámú optikai fényúthosszabbitó berendezés Mint ismeretes, az optika különböző területein sokszor merül fel a fényút meghoszszabbításának igénye. Erre szükség lehet fényimpulzusok esetén időzítési okokból (D.R. Herriot, H.J. Schulte: Folded Optical Delay Lines, Aug. 1965/Vol.4, No.8/ APPLIED OPTICS 883.), valamint abszorpció méréseknél (T.H. Edwards: Multpile-Traverse Absorption Cell Design, Journal of the optical Society of America, Volume 51, Number 1, january, 1961.), spektrométerekben (M.M. Salour: Multipass optical cavities for laser spectroscopy, Laser Focus, October 1977.) vagy éppen lézerrezonátorokban (L.W. Casperson, P.M. Scheinert: Multipass resonators for annular gain lasers, Optical and Quantum Electronics 13 /1981/ 193-199.), a mintán vagy az aktiv anyagon történő fényátfutás, s ami ezzel arányos, a kiváltott hatás megnövelésére. Ezeknek a feladatoknak a megoldására nagyon sokféle fényúthosszabbitó ismert. Az említett szakirodalomban is megtalálható leggyakoribb és egyben legelterjedtebb változatoknál általában két homorú, vagy egy homorú és egy domború tükör áll egy közös optikai tengely mentén, kellő távolságban egymással szemben, s az Így kialakított geometria lehetőséget nyújt akár több tízszeres fényátfutásra is. Hasonló tulajdonságokkal bírnak a síktükrökből és prizmákból kialakított összeállítások is. Komoly hibája ezeknek a rendszereknek, hogy a tükrökkel általában ún. fókuszáló geometriát kell megvalósítani, amiből az következik, hogy az adott tükörpárt csak adott bázistávolságon lehet alkalmazni, az változtathatatlan. Ha lehetőség van az átfutásszám növelésére, akkor vagy a belépő, vagy a kilépő, de általában mindkét oldalon megváltozik a fényútnak a rendszerrel bezárt szöge, ami igen kellemetlen és nehézkes jusztálást eredményez. Hasonló gond mutatkozik siktükrök esetén is, azzal az eltéréssel, hogy ott a fókuszáló geometria természetesen értelmetlen, de az átfutásszám növelése ott is szögváltással jár. Mindezek miatt a meglevő rendszereket általában csak egy adott berendezéshez tervezik és alkalmazzák, s azokban sem a bázistávolság (a két reflektáló felület távolsága), sem az átfutásszám nem változtatható egyszerűen. A találmánnyal célunk a fenti nehézségek kiküszöbölése, és egy olyan megoldás kialakítása, amelyben a bázistávolság változtatása nem ütközik nehézségbe, s a fényátfutások számának növelése sem változtatja meg a beesési irányt, amely minden esetben egybeesik a rendszer tengelyével. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően, egy változtatható bázistávolságú és változtatható átfutásszámú optikai fényúthosszabbitó kialakítása. A találmány szerinti berendezés egy közös optikai tengely mentén egymással szembe fordított két reflektáló egységet tartalmazó ismert optikai fényúthosszabbitó olyan továbbfejlesztése, amely változtatható bázisú és átfutásszáraú optikai fényúthosszabbitást tesz lehetővé. A találmány alapja az a felismerés, hog£ a feladat egyszerűen megoldódik,, ha a két reflektáló egységet, pl. Íjét derékszögű prizmát, vagy ezzel analóg, egymáshoz képest merőleges, két-két síktükörból álló rendszert a közös optikai tengely mentén úgy állítjuk egymással szembe, hogy a prizmaóleket, illetve tükörből álló reflektáló egységek esetén a tükrök metszésvonalait egymáshoz képest tetszőleges szöggel elforgatjuk. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a két reflektáló egység mindegyike két egymásra merőleges reflektáló sikfelületet tartalmaz, és a síkfelületek metszésvonala mind a két reflektáló egységnél merőlegesen metszi a közös tengelyt, amely körül legalább az egyik reflektáló egység elforgathatóan van kialakítva, és amely mentén legalább az egyik elmozdítható, továbbá legalább az egyik reflektáló egységen ablak van kialakítva, célszerűen a reflektáló síkfelületek metszósvonala mentén. Az így kialakított reflektáló egységek biztosítják, hogy a két reflektáló egység távolságának, azaz a bázistávolságnak a változtatása, valamint az egységek elforgatása ne módosítsa a fényutak irányát, melyek mindig párhuzamosak maradnak a tengellyel egy körhenger mentén, mig az elfqrgatás lehetővé teszi az átfutásszám változtatását igen széles tartományban. A feladat jellegétől függően egy vagy több ablakon egymásra merőleges reflektáló síkfelületekból álló, az ablak felé fordított átléptetó reflektáló elemet helyezünk el, ahol a reflektáló síkfelületek metszésvonalai célszerűen merőlegesek az eredeti reflektáló egység reflektáló sikfelületeinek metszésvonalaira, így a tengellyel párhuzamosan attól más távolságra léptetik át a fényutat, s ez új területeken áthaladó további fényhosszabbítást eredményez, más-más sugarú körhengerek mentén. A találmány szerint célszerű, ha a reflektáló egységek derékszögű pri&mák. Célszerű az is, ha a reflektáló egységeket egymásra merőleges síktükrökböl alakítjuk ki. Célszerű továbbá, ha a reflektáló egységnek a fény áthaladására kialakított ablaka kitörés vagy áttörés. Nevezetesen célszerű, ha a fény áthaladására kialakított ablak optikai csiszolat. Célszerű még az is, ha az ablaknál a fényút tengelytől való távolságát megváltoz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
