|
|
Практическое задание 1 Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия шума и вибрации
Практическое задание 12 «Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия лазерного излучения»
Тема 3 «Поиск описаний технических решений с использованием автоматизированных информационных систем»
1.Цель: Получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия лазерного излучения.
2. Алгоритм выполнения.
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области охраны труда.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания №12
Таблица– Форма для выполнения задания
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
| устройство защиты оптической системы от воздействия лазерного излучения
|
Российская Федерация,от имени которой выступает Государственный заказчик- Федеральное Агентство по атомной энергии (RU),
Федеральное государственное унитарное предприятие-Российский федеральный государственный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ) (RU),
Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) (RU)
|
Бородин Владимир Григорьевич (RU), Белоцерковец Александр Васильевич (RU), Бессараб Александр Владимирович (RU), Потапов Сергей Леонтьевич (RU), Романов Владимр Михайлович (RU), Чарухчев Александр Ваникович (RU)
|
Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам защиты оптических систем от воздействия лазерного излучения путем обеспечения высокой скорости срабатывания затвора. Устройство содержит установленные на оптической оси объектив для формирования изображения объекта, фотозатвор с приводом, соединенным с электронным узлом, вырабатывающим сигнал для срабатывания затвора, и фотоприемник. Дополнительно за фотозатвором размещены второй объектив и диафрагма, второй объектив установлен так, что плоскости изображения объекта и фотоприемника сопряжены, а диафрагма установлена в его задней фокальной плоскости, при этом фотозатвор размещен в плоскости изображения и выполнен в виде двух параллельных пластин, установленных с возможностью движения в противоположных направлениях нормально к оптической оси, в каждой из пластин выполнены отверстия, образующие решетки, причем решетки фотозатвора и диафрагма выполнены по теореме Котельникова. Технический результат - повышение степени защиты оптических систем от воздействия помехового излучения
|
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам управления интенсивностью и направлением света, и может быть использовано для решения широкого круга народо-хозяйственных задач, при создании систем регистрации быстропротекающих процессов, защиты оптических систем от бликов и т.д.
Проблема защиты оптико-электронных систем от воздействия излучения существует во многих областях техники. Она, в частности, актуальна при защите систем, производящих геодезическую съемку с помощью фотографических систем.
Регистрацию удаленных объектов производят с помощью оптико-электронных устройств, включающих оптическую часть (объектив), преобразователь светового сигнала в электрический (фотоприемник) и электронную часть (управление и обработка сигнала). Фотоприемник в силу высокой световой чувствительности является наиболее уязвимым для различных световых помех, например случайных бликов от водной поверхности или бликов от наземных технических систем, например строительных и геодезических лазерных дальномеров, помех от лазеров, используемых в лазерном шоу и др. Наиболее опасны блики от лазеров ввиду их высокой яркости. При разработке оптико-электронных устройств учитывают их возможное ослепление в оптическом диапазоне, и поэтому в устройства вводят узлы, защищающие фотоприемник от перегрузок или повреждения световым лазерным пучком.
|
2
| ПРОТИВОЛАЗЕРНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ СВЕТОФИЛЬТР
|
Каданер Генрих Израйлевич (RU)
Овчинников Борис Валентинович (RU)
|
Каданер Генрих Израйлевич (RU)
Овчинников Борис Валентинович (RU)
|
Противолазерный защитный светофильтр для защиты глаз от лазерного излучения в спектральной области 380-1400 нм, включающий поглощающий излучение компонент из цветного оптического стекла и отражающее многослойное диэлектрическое покрытие, отличающийся тем, что длина волны максимума спектрального коэффициента отражения покрытия смещена в длинноволновую область спектра относительно длины волны воздействующего излучения на величину, равную δ=0,2-0,3 от полуширины спектральной полосы отражения диэлектрического покрытия.
|
Широкое внедрение лазерных технологий в многочисленные сферы современной производственной и научной деятельности (от медицины до тяжелого машиностроения и горнодобывающих отраслей) выдвигает весьма актуальную и достаточно сложную техническую задачу надежной защиты глаз обслуживающего персонала от вредного воздействия лазерного излучения в спектральном диапазоне прозрачности оптических сред глаза λ=380-1400 нм.
Так, операторы, обслуживающие лазерные технологические установки, должны быть снабжены средствами индивидуальной защиты (очками), надежно защищающими глаз не только от прямого (фронтального) облучения, но и от наклонных (боковых) лучей в диапазоне углов падения θ=±(0-30°) (ГОСТ Р 12.4.254 - 2010), зеркально отраженных обрабатываемой поверхностью и/или рассеянных на неровностях оборудования рабочей зоны.
Надежная защита от наклонных пучков излучения требуется и персоналу, не занятому непосредственным выполнением лазерных технологических операций, но находящемуся в помещениях, где такие операции выполняются. В этом случае опасность представляет излучение, достигающее глаз под большими углами падения θ вследствие рассеяния поверхностями помещений и находящимся в них оборудованием.
|
3
| АВТОНОМНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НАПАДЕНИЯ
|
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов"
|
Сильников М.В.
Михайлин А.И.
Кулаков С.Л.
Кулакова А.Ф
|
Защитное устройство может быть использовано в качестве индивидуального защитно-осветительного средства, предназначенного для подсветки объектов и защитного светового воздействия при угрозе нападения. Устройство содержит корпус, размещенные в нем блок питания, полупроводниковый лазерный диод и объектив, установленный с возможностью его перемещения вдоль оптической оси. Устройство снабжено цилиндрической линзой, установленной в корпусе на оптической оси объектива с возможностью ее поворота на угол, кратный 90o, относительно исходного положения, за которое принято такое, в котором главное сечение линзы совмещено с плоскостью, перпендикулярной меньшей стороне излучающего торца тела свечения лазерного диода и проходящей через центр его выходного окна. Передний фокус объектива установлен за или перед излучающим торцом тела свечения. Лазерное излучение формируют в виде широкой полосы, затем поворотом цилиндрического линзового элемента преобразуют его в узкую полосу и сканируют объект этой полосой возвратно-поступательным перемещением устройства. Обеспечивается повышение эффективности охранных мероприятий и защиты от нападения за счет более точного и направленного воздействия
|
Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в качестве индивидуального защитно-осветительного средства, предназначенного для подсветки близких и удаленных объектов, защитного светового воздействия на человека или животного в случае угрозы его нападения, а также в качестве сигнального средства.
Известны лазерные световые устройства, например лазерные указки и целеуказатели, содержащие лазерный полупроводниковый диод и объектив, формирующий на выходе этих устройств лазерное излучение видимого диапазона в виде узкого пучка света. Например, в промышленно выпускаемом лазерном целеуказателе "Барс" (Россия) в корпусе установлен лазерный модуль, представляющий собой конструктивно жестко скрепленные между собой лазерный диод с выходной мощностью порядка 5 мВт и объектив, формирующий расходящийся пучок излучения с выхода диода в узконаправленный коллимированный лазерный пучок света. На малых расстояниях (3÷5 метров) на выходе целеуказателя лазерная марка представляет собой относительно круглое световое пятно, но по мере увеличения расстояния форма светового пятна изменяется и на расстоянии примерно 20÷30 м несколько растягивается. Обычно при разработке целеуказателей и указок стремятся обеспечить минимальный диаметр и круглую форму светового пятна на максимальных расстояниях. При случайном прямом попадании лазерного излучения видимого диапазона в глаза человека или животного может наступить временное ослепление, связанное со световой адаптацией зрения. Однако попадание небольшой круглой световой марки непосредственно в глаз, а тем более в оба, маловероятно.
Известен автономный лазерный осветительный модуль и способ его применения в качестве защитного устройства, предназначенного для ослабления или временного ухудшения зрения человека с помощью яркого света или ослепляющей вспышки, по патенту США 6007218, F 21 K 7/00, F 21 V 8/00, 1999г. Согласно патенту устройство содержит корпус, размещенные в нем блок питания, выключатель и лазерный осветительный модуль, включающий лазерный излучатель и коллимирующий объектив, установленный с возможностью его перемещения относительно лазера. С целью энергетического и геометрического выравнивания формы и освещенности лазерной марки между полупроводниковым лазерным диодом (излучателем) и объективом установлен световолоконный жгут, свитый петлями. При этом на выходе устройства формируется излучение в виде пучка света круглого сечения.
|
4
|
Интерференционный светофильтр с перестраиваемой полосой пропускания
|
Патент РФ
№ 2515134
(опубликован
10.05.2014)
|
Автор(ы): Чесноков Владимир Владимирович (RU), Чесноков Дмитрий Владимирович (RU), Михайлова Дарья Сергеевна (RU), Сырнева Александра Сергеевна (RU)
Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") (RU)
|
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание оптического фильтра, обладающего узкой спектральной полосой пропускания и одновременно широкой свободной спектральной областью.
Задача решается тем, что в интерференционном многолучевом светофильтре, содержащем плоскую прозрачную пластину с тонкопленочным прозрачным покрытием одной ее поверхности и оптическую призму ввода излучения, в соответствии с изобретением оптическая призма закреплена плоской гранью на тонкопленочном покрытии вблизи конца пластины, причем показатели преломления призмы и пленки больше показателя преломления пластины.
Предлагается также вариант интерференционного многолучевого светофильтра, содержащий плоскую прозрачную пластину с тонкопленочным прозрачным покрытием одной ее поверхности, в котором в соответствии с изобретением один конец пластины скошен под острым углом к поверхности тонкопленочного покрытия, причем показатель преломления пленки больше показателя преломления пластины, тогда как излучение вводится в пленку через скошенный конец пластины.
Предлагается также, что введенное в прозрачную пленку излучение распространяется в ней под углом к поверхности пленки, граничащей с пластиной, меньшим угла полного внутреннего отражения, но большим угла полного внутреннего отражения второй поверхности пластины.
Предлагается также, что удаленный от места ввода излучения конец пластины выполнен в виде цилиндрической или сферической линзы.
|
В качестве прототипа взят интерференционный многолучевой интерферометр Люммера-Герке [Борн М., Вольф Э. Основы оптики. - М.: Гл. ред. физ-мат. лит. Наука. 1970 г. - 856 с]. Интерферометр представляет собой длинную плоскопараллельную пластинку из стекла или кристаллического кварца. Пучок света от источника, лежащего на продольной оси пластинки, входит в нее через призму, укрепленную на одном из концов пластинки, и падает на внутреннюю поверхность последней под углом, немного меньшим угла полного внутреннего отражения. Траектория пучка внутри пластинки представляет собой ломаную линию; из пластинки выходит с обеих ее сторон ряд световых пучков, начинающихся в местах падения пучка пластины изнутри на ее внешнюю сторону. Так как угол падения луча на внутреннюю поверхность ненамного меньше угла полного внутреннего отражения, лучи преломляются на граничной поверхности и выходят в воздушную среду под скользящими углами к поверхности. Отраженные от поверхности внутрь лучи продолжают распространяться по пластине, подобно распространению света в световоде. Вышедшие из пластины лучи собираются линзой и образуют интерференционную картину в ее фокальной плоскости. В связи с большим количеством интерферирующих лучей разрешающая способность интерферометра очень высокая.
Недостатком прототипа является малая свободная спектральная область, что объясняется большим отношением толщины пластины к длине волны света и высокими порядками интерференции света.
|
5
|
Составной интерференционный фильтр с изменяемым пропусканием
|
Патент РФ
№ 2512089
(опубликован
10.04.2014)
|
Автор(ы): ЛИ Хайме Антонио (US), ХАББАРД Коби Ли (US)
Патентообладатель(и): СиПиФИЛМЗ, ИНК. (US)
|
Составной интерференционный фильтр, включающий:
первый полосно-пропускающий интерференционный фильтр, содержащий первый диэлектрический слой, расположенный между двумя отражающими слоями, при этом указанный первый полосно-пропускающий интерференционный фильтр имеет полосу пропускания, центрированную на заданной длине волны и при заданном угле, и имеет первое смещение полосы пропускания;
второй полосно-пропускающий интерференционный фильтр, содержащий второй диэлектрический слой, расположенный между двумя отражающими слоями, при этом второй полосно-пропускающий интерференционный фильтр имеет полосу пропускания, центрированную на заданной длине волны и при заданном угле, и имеет второе смещение полосы пропускания, отличное от первого смещения полосы пропускания;
разделительную прокладку, расположенную между указанными первым и вторым полосно-пропускающими интерференционными фильтрами, при этом отличие между первым смещением полосы пропускания и вторым смещением полосы пропускания приводит к уменьшению количества видимого света, пропускаемого через указанный составной интерференционный фильтр под углом 45° к указанному заданному углу, по отношению к количеству видимого света, пропускаемого под заданным углом через указанный составной интерференционный фильтр.
|
Благодаря наличию большого количества диэлектрических соединений, из которых можно выбрать нужное, а также благодаря возможности контролировать размеры различных компонентов с высокой точностью можно изготовлять такие полосовые интерференционные фильтры, которые бы пропускали свет в широком диапазоне полос по всему спектру видимого света.
В настоящее время данная область техники нуждается в новых видах фильтров, преимуществом которых было бы получение полезных фильтрующих эффектов за счет использования оптических свойств традиционных интерференционных фильтров.
Устройства, отфильтровывающие свет с выбранной длиной волны, хорошо известны и применяются уже много лет. В типичном случае свет из источника белого света или свет, содержащий компоненты с длинами волн из спектра видимого света, фильтруют таким образом, чтобы проходили только нужные длины волн. Среди различных традиционных фильтров, обычно применяющихся в качестве светофильтров, можно назвать абсорбционные светофильтры и интерференционные светофильтры.
В одном типе интерференционных фильтров применяется диэлектрический слой, который располагают между двумя очень тонкими слоями отражающего материала. Полученный в результате фильтр пропускает свет в пределах некоторой полосы видимого спектра. Однако диапазон длин волн пропускаемого света не является постоянным для всех углов падения. В типичном случае полоса пропускания будет смещаться с изменением угла падения. Следовательно, видимый цвет проходящего света будет изменяться с изменением угла зрения наблюдателя. Длина волны пропускаемого света и величина смещения полосы пропускания непосредственно зависят от толщины диэлектрического слоя и показателя преломления этого диэлектрического материала.
Благодаря наличию большого количества диэлектрических соединений, из которых можно выбрать нужное, а также благодаря возможности контролировать размеры различных компонентов с высокой точностью можно изготовлять такие полосовые интерференционные фильтры, которые бы пропускали свет в широком диапазоне полос по всему спектру видимого света.
В настоящее время данная область техники нуждается в новых видах фильтров, преимуществом которых было бы предоставление полезных фильтрующих эффектов за счет использования оптических свойств традиционных интерференционных фильтров.
| |
|
|
Скачать 390.92 Kb.