專利名稱：一種解決光束經(jīng)分劃板能量減弱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束經(jīng)過分劃板能量基本不變的方法，可用于一般光學(xué)系統(tǒng)在解決暗視場中光束經(jīng)分劃板能量減弱的問題，本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在以往的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計研制時，經(jīng)常用到暗視場亮分劃線的分劃板，由于分劃線透光區(qū)域面積很小，導(dǎo)致透過分劃線的光能量減小，只是對光源功率或光學(xué)元件的鍍膜方面進行考慮，這樣雖然可以增大光束透過分劃板的能量，但卻沒有根本的解決暗視場上分劃板能量減弱的問題，因為不管光束的能量多強，經(jīng)過分劃板后，原來的圓形的光束只能通過一個十字形狀的光束，這樣大大減弱光束的能量。該技術(shù)如圖1所示光源1，會聚鏡組2，分劃板3。如果光源1發(fā)出的光束經(jīng)過會聚鏡組2與分劃板3后，十字絲樣的光束還需要經(jīng)過多個光學(xué)元件，可能最后十字絲的像人眼已經(jīng)無法分辨，這不但使得光學(xué)設(shè)計變得比較困難，而且使得整個光學(xué)儀器成本增加。
隨著現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展，各種技術(shù)要求也越來越高，這使得光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計可能需要更多塊光學(xué)件，分劃板遮擋大部分光束能量的問題也變的迫切需要解決。目前，增大光源功率以及在光學(xué)元件上鍍增透膜等措施，不能從根本上解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，通過對現(xiàn)有技術(shù)的改進，提供一種解決分劃板減弱光束能量的方法，它不但可以滿足目前所需的光束經(jīng)過分劃板后十字絲能量的要求，而且可以解決未來光學(xué)儀器更高的能量要求。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種解決光束經(jīng)分劃板能量減弱的方法，其特點在于在由光源、會聚鏡組和分劃板組成的光路中，將兩個柱面棱鏡垂直交叉放置在會聚鏡組和分劃板之間，使得從光源發(fā)出的光束經(jīng)過會聚鏡組，并通過這兩個柱面棱鏡后，光束會聚成兩條垂直交叉的十字線狀光束，這十字絲形狀和分劃板上的十字絲形狀基本一致，最大限度的使光束的能量通過分劃板。由于光束從柱面棱鏡的徑向入射時，光束將會聚成一條直線，可以利用柱面棱鏡的這一特性，根據(jù)分劃板上十字絲的長度來對柱面棱鏡的長度進行設(shè)計，然后根據(jù)柱面棱鏡與分劃板之間的距離來對柱面棱鏡的半徑進行設(shè)計，使光束經(jīng)過柱面棱鏡后的焦點在分劃板上，同理對另一個柱面棱鏡也如此設(shè)計，但兩個柱面棱鏡由于距離分劃板的距離不同，所以設(shè)計結(jié)果也是不同的。
本發(fā)明的工作過程一束光束從光源中發(fā)出，通過會聚透鏡會聚后，然后通過兩個垂直交叉的柱面棱鏡后，在分劃板上形成一個十字絲形狀的光束，通過對兩個柱面棱鏡的設(shè)計，使得形成的十字絲形狀和分劃板上的十字絲形狀基本一致，這樣可以最大限度的使光束的能量通過分劃板。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是對于暗視場中分劃板遮擋光束能量的問題，現(xiàn)在通過一些方法(如增大光源功率等)對透過的光束能量進行增強，不能從根本上解決此問題；而使用本方法后，通過借助兩個垂直交叉的柱面棱鏡把光束會聚成一個十字絲形狀的光束，使得此光束通過分劃板時減少能量的損耗，有效的解決暗視場分劃板擋光的問題，而且為以后有些光學(xué)儀器中通過分劃板后仍有多個光學(xué)件的情況提供了一種新的方法。本發(fā)明適用于存在暗視場中分劃板擋光現(xiàn)象的光學(xué)儀器。


圖1為已有技術(shù)的示意圖。
圖2為兩個垂直交叉柱面棱鏡結(jié)構(gòu)的主示意圖；圖3為圖2的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明暗視場中的十字絲分劃板主示意圖；
圖6為圖5的側(cè)視圖。
具體實施例方式
如圖4、5、6所示，本發(fā)明實施例的工作過程首先是從光源1中發(fā)出的光束經(jīng)過聚焦鏡組2聚焦后，形成一束會聚的光束，在通過兩個垂直交叉的柱面棱鏡4后，形成了一束形狀為十字絲的光束，此十字絲與分劃板3上的十字絲大小與方向基本相同，這樣光束通過分劃板3后，光束能量可以基本上不會減小，這樣此方法也達到了在暗視場內(nèi)光束能量基本不變的目的。
如圖2、3所示，其中第一個柱面棱鏡4a，第二個柱面棱鏡4a′，由于光束從柱面棱鏡的徑向入射時，光束將會聚成一條直線，可以利用柱面棱鏡的這一特性，根據(jù)分劃板上十字絲的長度來對柱面棱鏡的長度進行設(shè)計，然后根據(jù)柱面棱鏡與分劃板之間的距離來對柱面棱鏡的半徑進行設(shè)計，使光束經(jīng)過柱面棱鏡后的焦點在分劃板上，同理對另一個柱面棱鏡也如此設(shè)計，但兩個柱面棱鏡由于距離分劃板的距離不同，所以設(shè)計結(jié)果也是不同的。
由于具體的系統(tǒng)需要具體的設(shè)計，所以在此只舉一個簡單的實施例，假設(shè)第一個柱面棱鏡4a前接收的是平行光，根據(jù)分劃板的位置與長度，對兩個柱面棱鏡進行設(shè)計后，有如下的結(jié)果第一個柱面棱鏡4a的R1面為60mm，R2面為-16.28mm，材料為K9，厚度為2.5mm，R2到分劃板的距離為20mm；第二個柱面棱鏡4a′的R3面為-200mm，R4面為-12.22mm，材料為K9，厚度為2.3mm，R4到分劃板的距離為17.2mm，這樣進行設(shè)計后，平行光束經(jīng)過兩個柱面棱鏡后，分別在分劃板上呈現(xiàn)兩條焦線，分別通過分劃板上的十字絲。
權(quán)利要求
1.一種解決光束經(jīng)分劃板能量減弱的方法，其特征在于在由光源、會聚鏡組和分劃板組成的光路中，將兩個柱面棱鏡垂直交叉放置在會聚鏡組和分劃板之間，使得從光源發(fā)出的光束經(jīng)過會聚鏡組，并通過這兩個柱面棱鏡后，光束會聚成兩條垂直交叉的十字線狀光束，這十字絲形狀和分劃板上的十字絲形狀基本一致，最大限度的使光束的能量通過分劃板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解決光束經(jīng)分劃板能量減弱的方法，其特征在于所述的柱面棱鏡的長度根據(jù)分劃板上十字絲的長度來設(shè)計，然后根據(jù)柱面棱鏡與分劃板之間的距離來對柱面棱鏡的半徑進行設(shè)計，使光束經(jīng)過柱面棱鏡后的焦點在分劃板上。
全文摘要
一種解決光束經(jīng)分劃板能量減弱的方法，其特點在于在由光源、會聚鏡組和分劃板組成的光路中，將兩個柱面棱鏡垂直交叉放置在會聚鏡組和分劃板之間，使得從光源發(fā)出的光束經(jīng)過會聚鏡組，并通過這兩個柱面棱鏡后，光束會聚成兩條垂直交叉的十字線狀光束，這十字絲形狀和分劃板上的十字絲形狀基本一致，最大限度的使光束的能量通過分劃板。本發(fā)明有效的解決暗視場分劃板擋光的問題，而且為以后有些光學(xué)儀器中通過分劃板后仍有多個光學(xué)件的情況提供了一種新的方法。本發(fā)明適用于存在暗視場中分劃板擋光現(xiàn)象的光學(xué)儀器。
文檔編號G02B3/00GK1632639SQ200310121158
公開日2005年6月29日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者蔣世磊, 程剛, 雷江 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所