§ 4. ПОЛЕ ЗРЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В СХЕМЕ КВС

Угловое поле зрения в направлении фокусировки накачки (в направлении оси X) можно получить из следующих соображений. Если ИК-источник находится на оптической оси, то поверхность синхронизма проходит через центр кристалла. По мере отклонения от оси поверхность синхронизма удаляется от центра кристалла. Формулы (4.6) и (4.17) позволяют определить, насколько нужно уйти от оптической оси, чтобы поверхность синхронизма не отодвинулась от центра кристалла больше, чем на характерный размер кристалла в

плоскости В результате получаем

В предельных случаях формула (4.29) принимает вид

Равенства (4.30) имеют простой физический смысл. Они показывают, что в случае бесконечно удалепного объекта «число» переведенных ИК-лучей совпадает с «числом» лучей накачки (каждый переводит один ИК-луч при (см. рис. 4.1)):

угол фокусировки накачки.

Из свойств симметрии схемы КВС следует, что угловое поле зрения в направлении оси У, параллельной линейному источнику накачки, определяется выражением

где размер кристалла в направлении линейное поле зрения.

Резюмируем основные выводы геометрической оптики. Рассмотрение взаимодействия бесконечно узких астигматических пучков показало, что нелинейный кристалл всегда генерирует нормальные конгруэнции. Таким образом, по крайней мере в приближении геометрической оптики, нелинейный кристалл эквивалентен некоторой оптической системе, свойства которой можно указать, используя формулы связи параметров бесконечно узкого астигматического пучка суммарной частоты с параметрами узких астигматических пучков накачки и ИК-излучения (см. Это позволяет заключить, что геометрические аберрации рассматриваемых преобразователей можно устранять корректирующей оптикой.

Расчет преобразователя изображения в схеме КВС показал, что в направлении У, параллельном линейному источнику цилиндрической волны накачки, нелинейный кристалл ведет себя как плоский преломляющий слой с показателем преломления В перпендикулярном направлении преобразование сводится к повороту вокруг оси на угол у, сдвигу на и сжатию в раз. При этом формируется астигматическое изображение, которое в первом фокусе идеально при

произвольных апертурах в направлении X цилиндрической фокусировки накачки, если ограничена апертура в перпендикулярном направлении. Установлено, что преобразователь в схеме КВС аналогичен преломляющей призме в двух отношениях. Во-первых, преломление в произвольном сечении сводится к преломлению в главном сечении (в плоскости XZ фокусировки накачки) с измененными углами синхронизма, зависящими от отклонения от главного сечения. Во-вторых, при преобразовании бесконечно удаленного объекта при произвольных апертурах отсутствуют все аберрации, кроме дисторсии.