SE528161C2 - Sätt att detektera koherenta strålkällor och anordning som utnyttjar sättet - Google Patents

Description

20 25 30 35 528 161 Med följande definitioner r = avståndet från optiska axeln (skivans centrum), fp = vinkel (fràn radien med minimal optisk tjocklek) l centrum av skivan, n = brytningsindex för skivan, D = skivans fysiska tjocklek (funktion av roch (o) ooh D, = skivans minsta tjocklek ges skivans tjocklek av följande uttryck. Skivans tjocklek är kontinuerlig utom då r eller q: år noll. míço D=D°+2rr(n-1) nårr=f=0 D = Do när r = 0 l stället för att förändra den fysiska tjockleken hos skivan kan man förändra dess brytningsindex eller kombinera en förändring av den fysiska tjockleken och ett föränderligt brytningsindex.

Olika sätt att framställa en vortexmask finns beskrivna i följande två skrifter, till vilka hänvisas. K. Sueda, G. Miyai, N. Miyanaga och M. Nakatsuka: ”Laguerre-Gaussian beam generated with a multilevel spiral phase plate for high intensity laser pulses", Optics Express, 26 July 2004, Vol. 12, No. 15, 3548 och S. S. R. Oemrawsingh, E.

R. Eliel, J. P. Woerdman, E. J. K. Verstegen, J. G. Kloosterboer och G. W. 't Hooft: "Half-integral spiral phase plates for optical wavelengths", J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 6 (2004) s288-s290.

Om en vortexmask placeras framför ett objektiv kommer koherent, strålning vid designvåglängden inte att fokuseras så skarpt som tidigare. Ett parallellt koherent strâlknippe ger inte en punkt i bildplanet utan ett koncentriskt ringmönster med ett obelyst centrum. lnkoherent strålning pâverkas inte lika mycket och ger därför fort- farande skarpa bilder.

När man i föreliggande fall har en matning med och en utan vortexmask subtraherar man sensorsignalen från mätningen med vortexmask från den utan sådan mask. vad man gör är alltså att dra bort den inkoherenta strålningen, vilken är den man mått upp genom vortexmasken, från den totala strålningen, vilken man mått upp 10 15 20 25 528 161 3 utan vortexmasken, varvid den koherenta strålningen utgör skillnaden och är den man vill detektera. När den inkoherenta strålningen eliminerats är det mycket lättare att detektera den koherenta strålningen. ' För mätningen kan man använda sig av tvâ identiska sensorer. en med och en utan vortexmask och utföra mätningama samtidigt. Det är emellertid också möjligt att använda e_n sensor och en anordning som omväxlande för in vortexmasken i stràlgángen och ur densamma och utföra mätningama omväxlande med och utan masken i stràlgàngen. Principen är densamma.

Trots att en optimal effekt uppnås om man utnyttjar en vortexmask med 360 graders fasspràng, vilket kan leda tankama till att effekten skulle vara smalbandig, så funge- rar en vortexmask för ett mycket brett váglängdsintervall, làt vara med bäst effekt för de våglängder som får detta fasspràng.

Ett utnyttjande av en vortexmask i stràlgàngen till en sensor har flera i samman- hanget goda egenskaper utöver den primära funktionen att sprida koherent strål- ning. Sålunda påverkar en vortexmask i stort 'sett inte optikens egenskaper i övrigt.

Dessutom är masken en tunn optisk komponent i strálgàngen, vilket medför att man kan använda den inte bara vid nykonstruktion utan även vid modifiering av befintlig optik.

Att den aktuella effekten ger de önskade egenskaperna har med gott resultat provats vid simulering av optisk utbredning med hjälp av det kommersiellt tillgängliga programpaketet ASAP från Breault Research Organization.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 528 161 Patentkrav:

1. Satt att detektera koherenta stràlkällor, k à n n e t e c k n a t a v att man samtidigt eller vid närbelägna tidpunkter avbildar den del av omgivningen som man är intresserad av med en stràlningssensor, dels med en vortexmask framför sensom, dels utan sådan vortexmask, och att man subtraherar sensorsignalen från mätningen med vortexmask från den utan sådan mask och fastställer förekomsten av en koherent strálkälla om skiilnadsslgnalen överstiger ett fastställt tröskelvärde.

2. Satt enligt patentkravet 1, k å n n e t e c k n a t a v att man använder tvâ identiska sensorer, en med och en utan vortexrnask och litför måtningama samtidigt.

3. Sätt enligt patentkravet t, k ä n n e t e c k n a t a v att man anvándergt sensor och en anordning som omväxlande för in vortexrnasken i strålgàngen och ur densamma och utför mätningarna omväxlande med och utan masken l strålgángen.

4. Satt enligt något av de tidigare patentkraven, k ä n n e t e c k n a t a v att masken och dess hållare utformas så att när masken skall vara i strálgàngen alla strålar som när det optiska systemet har passerat genom masken och att alla strålar som inom optikens synfâlt passerar genom masken också nar fokalplaneti optiken.

5. Anordning för att detektera koherenta stràlkallor, k a n n e t e c k n a t a v att den innefattar _ antingen en stràlnlngssensor och en anordning som omväxlande för in en vortexmask i stràlgàngen och ur densamma eller två identiska' strålninge- sensorer, den ena med en vortexmask I stràlgàngen och den andra utan sådan mask, och en mâtanordning som i det första fallet omväxlande utför mätningar med och utan masken i stràlgàngen och idet andra fallet utför mätningar baserade på det två sensorema, och ' ^ en berâkningsanordning som subtraherar sensorsignalen från mätningen med vortexmask från den utansådan mask och fastställer förekomsten av en koherent stràlkàlla om denna signal överstiger ett fastställt tröskelvärde. 528 161 5

6. Anordning enligt patentkravet 5. k å n n e t e c k n a t a v att masken och dess hållare är utformade så att när masken skall vara l stràlgàngen alla strålar som nár det optiska systemet har passerat genom masken och att alla strålar som inom optikens synfält passerar genom masken också når fokalplanet i optiken.