Оптические элементы измерительных систем

Московский государственный технический университет

 им. Н.Э. Баумана

_________________________________________________

Факультет Радиоэлектроники и лазерной техники

   Кафедра  “Оптико-электронные приборы научных  исследований” (РЛ3)

 

 

 

 

 

Домашнее задание №1

по дисциплине

“ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ”

      

на тему

“Оптические элементы измерительных систем”

 

Номер студента по списку: _21_

             

 

Номера задач	3
Номера вариантов	5

 

 

 

 

                    Студент гр. РЛ 2-81      __Ву Тхань Бинь_

                                                                (фамилия, и., о.)

 

 

                    Преподаватель                 Лазарева Н.Л.

                                                                               (фамилия, и., о.)

 

 

 

“Зачтено”: __________           ___________________

                                                        (баллы, дата)             (подпись преподавателя)

 

 

 

 

02/2011 г.

  СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАЧИ

 

Задача № 3

 

Иллюстрация представлена на рис.3, исходные данные - в табл. 3.

В качестве светоделительного элемента измерительной системы, работающей на длине волны l,  используется оптический клин, изготовленный из стекла марки К8 . Клин установлен в параллельном пучке лучей диаметром D, угол падения пучка лучей на ML клина e.. Толщина основания клина d осн. Лучи, отраженные от грани ML, образуют паразитный пучок.  Лучи, преломленные гранью ML, падают на грань PQ клина по нормалям, отражаясь в обратном направлении, а затем преломляются на грани ML. В результате образуется полезный пучок лучей. Угловое рассогласование между паразитным и полезным пучками должно составить заданный угол a. 

        Вычислить:

1. угловое рассогласование a. между паразитным и полезным пучками лучей; 
2. преломляющий угол q  оптического клина;
3. толщину оптического клина в вершине d верш;
4. наибольшие D1.1  и наименьший D1.2 световые диаметры на  грани ML оптического клина;
5. световой диаметр D2   на грани PQ  оптического клина.

  

 Начертить:

1. оптический клин с ходом лучей в масштабе;
2. световые пятна (в масштабе) на грани ML оптического клина.

 

 

 

 

 

№ варианта	Длина волны излучения (l, мкм) и линия спектра	Показатель преломления стекла К8	Угол падения пучка лучей (e, град.)	Толщина основания клина (dосн, мм)	Диаметр пучка лучей (D, мм)
5	0,4800(F’)	1,522382	1,5	3	14

 

Решение

 

1. Угловое рассогласование a. между паразитным и полезным пучками лучей; 

По законам отражения, преломления и из рисунка видно, что:

2. Преломляющий угол q  оптического клина;

Обозначим - угол преломления на грани ML в клине.

Поскольку преломляющий луч перпендикулярен грани PQ, из рисунка видно: ,

где - угол преломления в клине на грани ML.

По закону преломления:

      (3.1)

     Откуда:     

3. Толщину оптического клина в вершине d верш;

 

Толщина клина в вершине равна:

4. Наибольший D1.1  и наименьший D1.2  световые диаметры на  грани ML оптического клина;

Сечение пучка с клином является эллипсом. Размер большой осей элипса равен  наибольщуму световому диаметру.

      Наименьший световой  диаметр D1.2  равен диаметру попадающего пучка лучей (наименьшая ось эллипса ).

 

5. Световой диаметр D2   на грани PQ  оптического клина.

Имеем:  

Начертить:

1. оптический клин с ходом лучей в масштабе;
2. световые пятна (в масштабе) на грани ML оптического клина.

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов / Н.П. Заказнов, С.И. Кирюшин, В.И. Кузичев. - 3-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.: ил.

 

2. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения: Учебник для вузов по специальностям “Оптико-электронные приборы” и “Технология оптического приборостроения” / Под общ. ред. Д.Т. Пуряева.- М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.: ил.

 

3. Пуряев Д. Т., Лазарева Н. Л., Иконина А. В. Оптические системы двухлучевых интерферометров : учеб. пособие для вузов / Пуряев Д. Т., Лазарева Н. Л., Иконина А. В. ; ред. Пуряев Д. Т. ; МГТУ им. Н. Э. Баумана. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. Ч. 1. - 2005. - 23 с. : ил.