Способ измерения диаметра лазерного пучка

 

Изобретение относится к области технической физики, в частности к измерению геометрических параметров оптического излучеш я. Цель изобретения - повьшение точности дистанционного измерения диаметра лазерного пучка произвольной мощности с произвольным распределением ее но сечении . Сущность изобретения заключается в том, что в измеряемом пучке формируется дифракционная оптическая решетка , создаваемая акустической волной , а рассеянное ею излучение принимается фотоприемником, затем в дифрагированном поле регистрируются два соседних первичных максимума и определяется число вторичньзх максимумов N мезкду ними, а об искомом параметре судят по формуле , где Л - длина волны звука. 1 ил § (П 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УЬЛИК

А1 (51)5 O1 J 5 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (46) 15.03.93. Б1ол. 1" 10 (21) 4000345/25 (22) 03.01.86 (71). Институт оптики атмосферы

СО АН СССР (72) И,П.Лукин и С.М.Слободян (56) Кремер А.А. Отражательный диф" ракционный ответвитель лазерного излучения - Четвертая Всесоюзная HTK

"*отометрия и ее метрологическое обеспечение - М.: ВНИИОФИ, 1982, с. 36.

Борн М., Вольф Э. Основы оптики, ,М.; Наука, 1973, с. 73. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ЛА"

ЗЕРНОГО ПУЧКА . (57) Изобретение относится к области технической физики, в частности к

„Л0„„1 58539 измерению геометрических параметров оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности дистанционного измерения диаметра лазерноr0 пучка произвольной мощности с произвольным распределением ее по сечению. Сущность изобретения заключается в том, что в измеряемом пучке формируется дифракционная оптическая решетка, создаваемая акустической вол ной, а рассеянное ею излучение принимается фотоприемником, затем в дифрагированном поле регистрируются два соседних первичных максимума и определяется число вторичных максимумов

N мекду ними, а об искомом параметре судят по формуле о.=03, где Л вЂ” длина

Я волны звука, 1 ил.

1358539 г вторичных максимумов. Чтобы первичные максимумы не влияли на результат измерения диаметра пучка, сигнал с блока 5 выделения вторичных максимумов проходит через блок 8 антисовпадений, на управляющий вход которого подается сигнал с блока 6 выделения первичного максимума. Таким образом, в импульсной последовательности, посту10 пающей на вход блока 9 измерения диаметра пучка d, присутствует только количество N импульсов, обусловленное наличием вторичных максимумов в дифракционной картине, в соответствии

15 с. формулой d=Ù, где 1 — длина волны

1 звука.

Блок 9,измерения диаметра пучка подсчитывает число импульсов эа время, равное длительности вывода стро20 ки (полного размера изображения дифракционной картины), и масштабиру<- ет с учетом параметров дифракционной картины, в том числе размера акустической дифракционной решетки и длины акустической волны. Одновременно за тот же период времени блок 7 измерения интенсивности вычисляет интенсивность излучения исследуемого мощного пучка.

Изобретение относится к области технической физики, а именно к изме" рению параметров лазерного излучения оптического и инфракрасного диапазонов, и может быть использовано для дистанционного определения диаметра лазерного пучка любой мощности с про извольным распределением ее. по сечению.

Цель изобретения — повышение точности измерения диаметра лазерного пучка, На чертеже приведена функциональ ная схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит иэ генератора акустических колебаний, многоэлемент ного фотоприемника.2,блока 3 формирования сигналов управления фотоприемником, блока 4 обработки сигналов блока 5 выделения вторичных максимумов, блока 6 выделения первичных Mal симумов, блока 7 измерения интенсивности пучка, блока 8 антисовпадений и блока 9 измерения диаметра пучка °

Способ реализуетсл следующим образом. Часть излучения исследуемого

I лазерного пучка, дифрагируя па аку- стической дифракционной решетке, соз данной перепадами плотности среды распространения под воздействием акустической волны генератора 1, направ.ляется на многоэлементный фотоприемник 2. Дифракционная картина, спроек-тированная на фоточувствительную по- 35 верхность микроэлементного фотоприемника 2, например, типа линейной матричной структуры, преобразуется им в видеосигнал, Огибающая видеосиг", нала описывает пространственное рас- 40 пределение интенсивности в дифракцион- ной картине в сечении многоэлементного фотоприемника 2. Преобразование оптической дифракцнонной картины и последующий вывод массива злементар- 45 ных отсчетов происходят под воздействием набора сформированных в блоке

4 обработки сигнала постоянных и импульсных сигналов управления работой многоэлементного фотоприемника 2. 50

Видеосигнал очищается путем фильтрации от шумов и высших гармоник дифракционной картины в блоке 4 обработ ки сигнала. Сигнал с блока 4 обработки содержит компоненты, характери- 55 эующие положение, амплитуду и число первичных и вторичных максимумов дифракцнонной картины. Их разделяют блоки 6 и 5 выделения первичных и

Способ позволяет повысить точность измерения диаметра пучка за счет того, что интенсивность дифракционньгх, максимумов пропорциональна мощности оптического излучения, а число вторичных максимумов не зависит от мощности измеряемого излучения и поэтому точность определения диаметра пучка одинакова для маломощного и мощного пучков оптического излучения.

Например, при d=10 м„ =10-з м (что обеспечивает дискретность измерения диаметра пучка d в 1 ), длине волны 10,6 мкм и мощности излучения

10 Вт интенсивность вторичных максимумов достигает 10 "Вт, что является надежно измеряемой величиной.

Формула изобретения

Способ измерения диаметра лазерного пучка, заключающийся в формировании в измеряемом пучке оптической днфракционной решетки, создаваемой акустической волной, и регистрации дифрагированного на ней излучения, отличающийся тем, что, 1358539

Составитель С.Сополова

Редактор Б.Федотов Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

Тираж Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,ул. Проектная, 4 с целью повьпления точности измерений, регистрируют в дифрагированном излу чении два соседних первичных максимума и количество И вторичньж максиму-

5 мов между ними, а искомый диаметр d определяют по формуле

d.=N Л где ) — длина волны звука.