RU2017181C1

RU2017181C1 - Device for generation and tracing optical beam

Info

Publication number: RU2017181C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Анатольевич Шишлов
Original assignee: Евгений Анатольевич Шишлов
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: optical industry. SUBSTANCE: device has illumination system having n pairs of illumination sources, unit of condensers, which is made as sphere-shaped transparent unit having two hemispheres which form light separating element as right dihedral angle. Device also has system for image transmission which is made as cylindrical transparent unit adjacent to condenser unit. Bases of these unit are shaped as curved surfaces. One base serves as objective lens and another one that is adjacent to condenser unit is shaped as sphere which radius equals to radius of sphere unit. In addition device has photodetector unit with photodetector and electronic processing circuit. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам, формирующим и отслеживающим пространственное положение модулированных оптических пучков с равносигнальными зонами (РСЗ), и может быть использовано в оптической промышленности при создании контрольно-измерительных приборов различного назначения. The invention relates to optical-electronic devices that form and track the spatial position of modulated optical beams with equal signal zones (RSZ), and can be used in the optical industry to create instrumentation for various purposes.

Известны оптико-электронные устройства, обеспечивающие формирование и пространственное отслеживание модулированного оптического пучка с РСЗ с целью контроля положения управляемого объекта [1], [2]. Все они содержат систему излучения, имеющую источники излучения, конденсоры, объектив, устройство модуляции, а также фоторегистрирующий блок, снабженный объективом, фотоприемником, электронной схемой обработки сигнала. В пучках, формируемых этими устройствами РСЗ создается вдоль оптической оси объектива системы излучения за счет резкого скачка свойств оптического излучения, обеспечиваемого противофазным либо разночастотным излучением в частях пучка, pазделенных плоскостью, в которой лежит оптическая ось. Known optoelectronic devices that provide the formation and spatial tracking of a modulated optical beam with RSZ in order to control the position of the managed object [1], [2]. All of them contain a radiation system having radiation sources, condensers, a lens, a modulation device, as well as a photo-recording unit equipped with a lens, a photodetector, and an electronic signal processing circuit. In the beams formed by these devices, RSZ is created along the optical axis of the objective of the radiation system due to a sharp jump in the properties of optical radiation provided by antiphase or different-frequency radiation in parts of the beam separated by the plane in which the optical axis lies.

Основной недостаток этих устройств - механическая система модуляции оптического пучка, которая не может обеспечить высокой стабильности пространственного положения плоскости РСЗ, что отрицательно сказывается на точности отслеживания положения оптического пучка. The main disadvantage of these devices is the mechanical modulation system of the optical beam, which cannot provide high stability of the spatial position of the RSZ plane, which negatively affects the accuracy of tracking the position of the optical beam.

Известны устройства свободные от указанного недостатка благодаря использованию в качестве источников излучения светодиодов, модуляции излучения которых осуществляется модуляцией тока питания. Эти устройства комплектуются двумя противофазно излучающими светодиодами, располагаемыми у боковых граней прямоугольной призмы, ребро которой помещается в фокусе передающего объектива. Однако относительно малая мощность излучения существующих светодиодов не позволяет известным конструкциям систем излучения формировать отслеживания последних. Кроме того, в известных конструкциях систем излучения возможна диффузия противофазных излучений вдоль плоскости РЗС, что снижает точность отслеживания модулированного пучка. Known devices that are free from this drawback due to the use of light emitting diodes as radiation sources, the radiation modulation of which is carried out by modulating the supply current. These devices are equipped with two antiphase emitting LEDs located at the side faces of a rectangular prism, the edge of which is placed in the focus of the transmitting lens. However, the relatively low radiation power of existing LEDs does not allow known designs of radiation systems to form tracing of the latter. In addition, in the known designs of radiation systems, diffusion of antiphase radiation along the plane of the REB is possible, which reduces the accuracy of tracking the modulated beam.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство , содержащее систему излучения, имеющую два источника излучения, два конденсора, блок противофазного питания источников излучения, систему передачи изображения, выполненную в виде цилиндрического оптически прозрачного блока, состоящего из двух полуцилиндров. При этом одно из оснований цилиндрического блока выполнено криволинейным и образует объектив, а другое основание содержит двугранный угол-светоделитель, образованный фасками, снятыми с полуцилиндров,напротив отражающих граней которого размещены светодиоды. Кроме того, устройство содержит фоторегистрирующий блок, состоящий из объектива и фотодиода, а также электронную схему обработки сигнала. Работа устройства состоит в том, что его система излучения формирует пучок с РСЗ, образуемой благодаря реализации противофазного излучения светодиодов, который воспринимается фоторегистрирующим блоком, отслеживающим при помощи электронной схемы обработки сигнала пространственное положение модулированного пучка по совпадению его оптической оси с центром фотодиода. Прототипу присущ тот же основной недостаток, что и устройствам-аналогам , а именно невозможность создания высокоэнергетического оптического пучка, что снижает точностные возможности устройства особенно при работе на дальностях, превышающих 50 м, в условиях пониженной пропускной способности тракта передающий объектив - приемный объектив, при работе устройства в составе контрольно-измерительных приборов, когда происходят значительные потери (до 98%) света при отражении от контролируемого объекта. The closest in technical essence to the proposed device is a device containing a radiation system having two radiation sources, two condensers, an out-of-phase power supply of radiation sources, an image transmission system made in the form of a cylindrical optically transparent unit consisting of two half-cylinders. In this case, one of the bases of the cylindrical block is made curved and forms a lens, and the other base contains a dihedral angle-beam splitter formed by chamfers taken from half-cylinders, LEDs are placed opposite the reflecting faces of which. In addition, the device contains a photo-recording unit consisting of a lens and a photodiode, as well as an electronic signal processing circuit. The operation of the device consists in the fact that its radiation system forms a beam with RSH, which is formed due to the implementation of the out-of-phase radiation of LEDs, which is perceived by a photo-recording unit that monitors the spatial position of the modulated beam by the electronic signal processing circuit by the coincidence of its optical axis with the center of the photodiode. The prototype has the same main drawback as analog devices, namely, the impossibility of creating a high-energy optical beam, which reduces the accuracy of the device, especially when operating at distances exceeding 50 m, in conditions of reduced bandwidth of the path, the transmitting lens is the receiving lens, during operation devices as a part of instrumentation, when significant losses (up to 98%) of light occur when reflected from the controlled object.

Целью изобретения является повышение точности устройства. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device.

Это достигается тем, что в устройстве для формирования и отслеживания оптического пучка, содержащем систему передачи изображения, выполненную в виде цилиндрического оптически прозрачного блока, состоящего из двух полуцилиндров, соединенных плоскими гранями, одно из оснований которого выполнено криволинейным и образует объектив, систему излучения, состоящую из оптически связанной пары источников излучения, узла конденсоров, светоделителя, имеющего две отражающие грани, образующие прямой двугранный угол, ребро которого перпендикулярно плоскости в которой лежат оптическая ось объектива и совпадающие друг с другом и, кроме того, перпендикулярные оптической оси объектива оптические оси источников излучения, блока противофазного питания, выходы которого подключены к входам источников излучения, а также фоторегистрирующий блок, содержащий объектив и фотоприемник, электронную схему обработки сигнала, система излучения снабжена дополнительными, по крайней мере одной, парами источников излучения, входы которых подключены к входам блока противофазного питания, а узел конденсоров выполнен в виде шаровидного оптически прозрачного блока, состоящего из двух полушарий - конденсоров, соединенных друг с другом плоскими основаниями посредством оптического клея, имеющего показатель преломления, меньший чем у материала шаровидного блока, причем в цилиндрическом блоке второе основание выполнено в виде сферической поверхности, радиус которой равен радиусу шаровидного блока, присоединенному к цилиндрическому блоку со стороны второго основания посредством оптического контакта так, что плоскости соединения полушарий и полуцилиндров совпадают, при этом светоделитель расположен в части шаровидного блока, противоположной зоне его контакта с цилиндрическим блоком, а грани его образованы плоскими фасками, снятыми с каждого полушария под равными углами к плоскости их соединения так, что ребро двугранного угла, образованного снятыми фасками, проходит через центр шаровидного блока, причем источники излучения первой и дополнительных пар веерообразно размещены вдоль поверхностей полушарий-конденсоров на одинаковых расстояниях от них так, что излучающие синфазно источники излучения расположены по одну сторону от плоскости соединения полушарий-конденсоров, при этом источники излучения дополнительных пар заключены в пространствах между соответствующими источниками излучения первой пары и гранями светоделителя, а оптические оси противофазно излучающих источников излучения каждой дополнительной пары лежит в одной плоскости с оптическими осями источников излучения первой пары, пересекаются с ними в центре шаровидного блока так, что оптические оси источников излучения любой дополнительной пары образуют с оптическими осями источников излучения первой пары одинаковые углы неравные аналогичным углам, образованным оптическими осями других пар, причем радиусы полушарий-конденсоров и расстояния от них до источников излучения выбираются такими, чтобы изображения излучающих площадок источников излучения проектировались в центр шаровидного блока. This is achieved by the fact that in the device for forming and tracking an optical beam containing an image transmission system made in the form of a cylindrical optically transparent unit consisting of two half-cylinders connected by flat faces, one of the bases of which is made curved and forms an objective, a radiation system consisting from an optically coupled pair of radiation sources, a condenser assembly, a beam splitter having two reflecting faces forming a right dihedral angle, the edge of which is perpendicular about the plane in which the optical axis of the lens and the optical axes of the radiation sources, the antiphase power supply unit, the outputs of which are connected to the inputs of the radiation sources, as well as the photo-recording unit containing the lens and the photodetector, electronic signal processing circuit, the radiation system is equipped with additional at least one pair of radiation sources, the inputs of which are connected to the inputs of the antiphase power supply unit, and the The sensors are made in the form of a spherical optically transparent block consisting of two hemispheres - condensers connected to each other by flat bases by means of an optical adhesive having a refractive index lower than that of the spherical block material, and in the cylindrical block the second base is made in the form of a spherical surface, radius which is equal to the radius of the spherical block attached to the cylindrical block from the side of the second base by means of optical contact so that the connection planes are half the arias and half cylinders coincide, while the beam splitter is located in the part of the spherical block opposite the zone of its contact with the cylindrical block, and its faces are formed by flat chamfers, taken from each hemisphere at equal angles to the plane of their connection so that the edge of the dihedral angle formed by the chamfered passes through the center of the spherical block, and the radiation sources of the first and additional pairs are fan-shaped along the surfaces of the hemisphere-condensers at equal distances from them so that emitting In-phase radiation sources are located on one side of the plane of connection of the hemisphere-condensers, while the radiation sources of the additional pairs are enclosed in the spaces between the corresponding radiation sources of the first pair and the faces of the beam splitter, and the optical axis of the antiphase emitting radiation sources of each additional pair lies in the same plane as the optical the axes of the radiation sources of the first pair, intersect with them in the center of the spherical block so that the optical axis of the radiation sources of any additional with the optical axes of the radiation sources of the first pair, the same angles are unequal to the same angles formed by the optical axes of the other pairs, and the radii of the hemisphere condensers and the distances from them to the radiation sources are chosen so that the images of the emitting areas of the radiation sources are projected into the center of the spherical block.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается наличием дополнительных источников излучения, новым исполнением узла конденсоров и системы передачи изображения, а также их взаимосвязями. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is characterized by the presence of additional radiation sources, a new version of the condenser assembly and the image transmission system, as well as their interconnections.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие его от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish it from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На чертеже приведена принципиальная схема устройства. The drawing shows a schematic diagram of a device.

Устройство содержит систему излучения, систему передачи изображения, фоторегистрирующий блок, электронную схему обработки сигнала. The device comprises a radiation system, an image transmission system, a photo-recording unit, an electronic signal processing circuit.

Система излучения состоит, например, из трех пар источников излучения - светодиодов 1, 1', 2, 2', 3, 3', узла конденсоров, выполненного в виде шаровидного блока, состоящего из двух оптически прозрачных полушарий 4, 4', блока противофазного питания 5. Полушария 4, 4' соединены друг с другом плоскими основаниями при помощи оптического клея, имеющего меньший показатель преломления, чем у материала полушарий. С каждого полушария снято по плоской фаске под равными углами к плоскости их соединения так, что они образуют в узле конденсоров светоделитель в виде прямого двугранного угла, ребро которого проходит через геометрический центр шаровидного блока. Светодиоды 1, 1', 2, 2', 3, 3' попарно размещены вдоль поверхности полушарий 4, 4' так, что их оптические оси лежат в одной плоскости, перпендикулярной плоскости соединения полушарий 4, 4' и пересекающей геометрический центр шаровидного блока. При этом источники первой пары 1, 1' расположены на одной прямой, перпендикулярной плоскости соединения полушарий 4, 4', проходящей через центр шара и ребро двугранного угла-светоделителя. Источники 2,2' второй пары ориентированы так, что их оптические оси образуют равные углы α и α ' с осями источников 1, 1'. Оптические оси источников 3, 3' третьей пары образуют равные угла φ и φ' с осями источников 1, 1'. Источники 1, 2, 3 и 1', 2', 3' присоединены соответственно к противофазным выходам блока противофазного питания 5. Полушария являются конденсорами, поэтому их радиус, а также расстояние от источников до поверхности полушарий выбираются такими, чтобы обеспечивалось проектирование излучающих площадок на ребро светоделителя в центр шаровидного блока. The radiation system consists, for example, of three pairs of radiation sources - LEDs 1, 1 ', 2, 2', 3, 3 ', a condenser assembly made in the form of a spherical block, consisting of two optically transparent hemispheres 4, 4', an antiphase block nutrition 5. Hemispheres 4, 4 'are connected to each other by flat bases using optical glue having a lower refractive index than the material of the hemispheres. From each hemisphere, a flat bevel is taken at equal angles to the plane of their connection so that they form a beam splitter in the condenser assembly in the form of a right dihedral angle, the edge of which passes through the geometric center of the spherical block. The LEDs 1, 1 ', 2, 2', 3, 3 'are placed in pairs along the surface of the hemispheres 4, 4' so that their optical axes lie in one plane perpendicular to the plane of the connection of the hemispheres 4, 4 'and intersecting the geometric center of the spherical block. The sources of the first pair 1, 1 'are located on one straight line, perpendicular to the plane of connection of the hemispheres 4, 4', passing through the center of the ball and the edge of the dihedral angle-beam splitter. Sources 2,2 'of the second pair are oriented so that their optical axes form equal angles α and α' with the axes of the sources 1, 1 '. The optical axis of the sources 3, 3 'of the third pair form equal angles φ and φ' with the axes of the sources 1, 1 '. Sources 1, 2, 3 and 1 ', 2', 3 'are connected respectively to the out-of-phase outputs of the out-of-phase power supply unit 5. The hemispheres are capacitors, therefore their radius, as well as the distance from the sources to the surface of the hemispheres, are selected so as to ensure the design of the emitting sites on beamsplitter rib in the center of the spherical block.

Система передачи изображения выполнена в виде цилиндрического блока, состоящего из двух оптически прозрачных полуцилиндров 6, 6',примыкающих друг к другу плоскими сторонами и соединенных при помощи оптического клея с показателем преломления меньшим, чем у материала полуцилиндров 6, 6'. Одно из оснований цилиндрического блока является объективом 7 и выполнено в виде сферической или асферической поверхности. Другое основание имеет сферическую поверхность, радиус которой равен радиусу шаровидного блока узла конденсоров. Система передачи изображения примыкает этим основанием к шаровидному блоку посредством оптического контакта так, что плоскости соединения полушарий 4, 4' и полуцилиндров 6, 6' совпадают. Причем расстояние между основаниями цилиндра выбираются такими, чтобы ребро светоделителя оказалось в фокальной плоскости объектива. The image transmission system is made in the form of a cylindrical block, consisting of two optically transparent half cylinders 6, 6 ', adjacent to each other with flat sides and connected using optical glue with a refractive index lower than that of the material of the half cylinders 6, 6'. One of the bases of the cylindrical block is the lens 7 and is made in the form of a spherical or aspherical surface. The other base has a spherical surface, the radius of which is equal to the radius of the spherical block of the condenser assembly. The image transmission system adjoins this base to the spherical block by means of optical contact so that the connection planes of the hemispheres 4, 4 'and the half-cylinders 6, 6' coincide. Moreover, the distance between the bases of the cylinder is chosen so that the beam splitter edge is in the focal plane of the lens.

Фоторегистрирующий блок 8 содержит объектив 9 и фотоприемник-фотодиод 10, который подключен на вход электронной схемы обработки сигнала. Чувствительная площадь фотодиода 10 расположена в фокальной плоскости объектива 9. The photo-recording unit 8 contains a lens 9 and a photodetector-photo diode 10, which is connected to the input of an electronic signal processing circuit. The sensitive area of the photodiode 10 is located in the focal plane of the lens 9.

Электронная схема обработки сигнала состоит из расположенных последовательно усилителя 11, фазового детектора 12, индикатора 13, усилителя мощности 14, имеющего выход к исполнительному приводу (на чертеже не показан). К фазовому детектору 12 подключен один из выходов блока 8 противофазного питания 5. The electronic signal processing circuit consists of a sequentially arranged amplifier 11, a phase detector 12, an indicator 13, a power amplifier 14 having an output to an actuator (not shown in the drawing). To the phase detector 12 is connected one of the outputs of the block 8 of the antiphase power supply 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Блок 5 обеспечивает излучение светодиодов 1, 2, 3 и 1', 2' 3' в противофазе на одной частоте. Полушария-конденсоры 4, 4' проектируют излучающие площадки светодиодов 1,2 3 и 1', 2',3' соответственно на ребро светоделителя. Объектив 7 системы передачи изображения формирует коллимированный пучок, в котором сформирована равносигнальная зона (РСЗ) за счет резкого скачка свойств оптического излучения вдоль плоскости соединения полуцилиндров 6, 6', реализованного благодаря тому, что группа светодиодов 1, 2, 3 излучает в противофазе к группе светодиодов 1', 2', 3'. Причем благодаря полному внутреннему отражению вдоль плоскостей соединения полушарий 4, 4' и полуцилиндров исключается перемешивание (диффузия) противофазных частей пучка. Сформированный таким образом пучок воспринимается объективом 9 фоторегистрирующего блока 8 и направляется на чувствительную площадку фотодиода 10. При этом если оптические оси передающего объектива 7 и приемного 9 совпадают, на чувствительную площадку фотодиода 10 поступает одинаковые по мощности противофазные световые потоки от светодиодов 1, 2, 3 и 1', 2 ', 3', что обуславливает на выходе фотодиода 10 постоянный сигнал. В случае несовпадения оптических осей объективов 7 и 9 в зрачок объектива 8 и следовательно на фотодиод 10 поступают неодинаковые световые потоки и с выхода фотодиода 10 снимается разностный сигнал, который усиливается в усилителе 11 и поступает в фазовый детектор 12, где по совпадению фазы опорного сигнала от блока 5 с разностным сигналом определяется знак смещения оси объектива 9 относительно объектива 7. Индикатор 13 фиксирует знак и величину разностного сигнала, а усилитель мощности 14 управляет работой исполнительного привода, который смещает фоторегистрирующий блок 8 в положение, при котором оптические оси объектива 9 и объектива 7 совпадут. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает формирование модулированного оптического пучка с РСЗ и обеспечивает отслеживание его пространственного положения. Block 5 provides the emission of LEDs 1, 2, 3 and 1 ', 2' 3 'in antiphase at the same frequency. Hemispheric capacitors 4, 4 'project the emitting areas of the LEDs 1,2 3 and 1', 2 ', 3', respectively, on the edge of the beam splitter. The lens 7 of the image transmission system forms a collimated beam in which an equal signal zone (RSZ) is formed due to a sharp jump in the properties of optical radiation along the connection plane of the half cylinders 6, 6 ', realized due to the fact that the group of LEDs 1, 2, 3 radiates in antiphase to the group LEDs 1 ', 2', 3 '. Moreover, due to the total internal reflection along the connection planes of the hemispheres 4, 4 'and the half-cylinders, mixing (diffusion) of the antiphase parts of the beam is excluded. The beam thus formed is perceived by the lens 9 of the photo-recording unit 8 and is directed to the sensitive area of the photodiode 10. Moreover, if the optical axes of the transmitting lens 7 and the receiving 9 are the same, the opposite-phase light fluxes of the same power from the LEDs 1, 2, 3 arrive at the sensitive area of the photodiode 10 and 1 ', 2', 3 ', which causes a constant signal at the output of the photodiode 10. In the case of a mismatch between the optical axes of the lenses 7 and 9, the pupil of the lens 8, and therefore the uneven light flux, arrives at the photodiode 10 and the difference signal is extracted from the output of the photodiode 10, which is amplified in the amplifier 11 and fed to the phase detector 12, where the phase of the reference signal coincides unit 5 with a differential signal determines the sign of the axis axis of the lens 9 relative to the lens 7. The indicator 13 captures the sign and the magnitude of the difference signal, and the power amplifier 14 controls the operation of the actuator, which offset There is a photo-recording unit 8 at a position where the optical axes of the lens 9 and the lens 7 coincide. Thus, the proposed device provides the formation of a modulated optical beam with RSZ and provides tracking of its spatial position.

Предлагаемое устройство может быть использовано для решения разнообразных задач, связанных с управлением различными объектами при помощи оптического пучка, в устройствах стыковки, в контрольно-измерительных устройствах при выполнении линейных и угловых измерений. Введение в устройство дополнительных источников излучения увеличивает мощность формируемого пучка. Кроме того, увеличению мощности каждой из противофазных частей пучка способствует полное внутреннее отражение по плоскостям соединения полушарий 4, 4' и полуцилиндров 6, 6'. Повышение облученности чувствительной площадки фотоприемника обуславливает повышение его чувствительности, а следовательно и чувствительности пространственного отслеживания пучка. Действительно, как известно , величина чувствительности подобных систем, т.е. наименьшее фиксируемое смещение осей приемного и передающего объективов описывается выражением
ΔX =

где ΔΦ - пороговый поток фотодиода;
L_о - расстояние от объектива 7 системы передачи изображения до объектива 9 фоторегистрирующего блока;
δφ_ρ - суммарная аберрация объектива 7 системы передачи изображения;
A_n - апертурный коэффициент фотоприемника;
τ₂ - коэффициент пропускания объектива 9 фоторегистрирующего блока;
S_оn - площадь входного зрачка объектива 9;
Е_о - облученность в плоскости чувствительной площадки фотодиода.The proposed device can be used to solve various problems associated with controlling various objects using an optical beam, in docking devices, in control and measuring devices when performing linear and angular measurements. The introduction of additional radiation sources into the device increases the power of the generated beam. In addition, the total internal reflection along the connection planes of the hemispheres 4, 4 'and half-cylinders 6, 6' contributes to an increase in the power of each of the antiphase parts of the beam. An increase in the irradiation of the sensitive area of the photodetector causes an increase in its sensitivity, and hence the sensitivity of spatial tracking of the beam. Indeed, as is known, the sensitivity value of such systems, i.e. the smallest fixed displacement of the axes of the receiving and transmitting lenses is described by the expression
ΔX =

where ΔΦ is the threshold flux of the photodiode;
L _about - the distance from the lens 7 of the image transmission system to the lens 9 of the photo-recording unit;
δφ _ρ is the total aberration of the lens 7 of the image transmission system;
A _n is the aperture coefficient of the photodetector;
τ ₂ - transmittance of the lens 9 of the photo-recording unit;
S _on - the area of the entrance pupil of the lens 9;
E _o - irradiation in the plane of the sensitive area of the photodiode.

Из приведенного выражения видно, что увеличение облученности Е_оприводит к уменьшению наименьшей фиксируемой величины смещения Δ Х оптических осей объективов 7 и 9, что повышает точность устройства.From the above expression it is seen that an increase in the irradiation E _about leads to a decrease in the smallest fixed amount of displacement Δ X of the optical axes of the lenses 7 and 9, which increases the accuracy of the device.

Claims

DEVICE FOR FORMING AND TRACKING AN OPTICAL BEAM, containing optically coupled image transmission system made in the form of a cylindrical optically transparent block consisting of two half-cylinders connected by flat faces, one of the bases of which is made flat, and the other is curved and forms a lens, a radiation supply system , consisting of an optically coupled pair of radiation sources, a capacitor, a beam splitter, having two reflecting faces forming a right dihedral angle, the edge of which perpendicular to the plane in which the optical axis of the lens and the optical axes of the radiation sources, the antiphase power supply unit, the outputs of which are connected to the inputs of the radiation sources, as well as the photo-recording unit containing the lens and the photodetector connected to electronic signal processing circuit, characterized in that, in order to improve the accuracy of tracking the optical beam, the radiation supply system is equipped with at least one additional a pair of radiation sources, the inputs of which are connected to the outputs of the antiphase power supply unit, and the capacitor is made in the form of a spherical optically transparent unit, consisting of two hemisphere-capacitors connected to each other by flat bases by means of an optical adhesive having a refractive index lower than that of the material spherical block, in a cylindrical block, the second base is made in the form of a spherical surface, the radius of which is equal to the radius of the spherical block, and the spherical block is attached to the cylinder the optical unit from the side of the flat base by means of optical contact so that the connection planes of the hemispheres and half cylinders coincide, while the beam splitter is located in the part of the spherical block opposite the zone of its contact with the cylindrical block, and its faces are formed by flat bevels, taken from each of the hemispheres under equal angles to the plane of their connection so that the edge of the dihedral angle formed by the chamfers passes through the center of the spherical block, the radiation sources are fan-shaped placed along the surface of the hemisphere-condensers at equal distances from them so that the in-phase emitting sources of radiation are located on one side of the plane of connection of the hemispheres-condensers, while the sources of radiation of the additional pairs are located between the corresponding sources of radiation of the first pair and the faces of the light separator, and the optical axis of the antiphase emitting sources the radiation of each of the additional pairs lie in the same plane with the optical axes of the radiation sources of the first pair and intersect in the center of the spherical so that the optical axes of the radiation sources of any of the additional pairs form the same angles with the optical axes of the radiation sources of the first pair, not equal to the same angles formed by the optical axes of the other pairs, and the radii of the hemisphere condensers and the distance from them to the radiation sources are such that the images radiating areas of radiation sources are located in the center of the spherical block.