Способ контроля положения фокуса сканирующего светового пучка

 

Изобретение относится к технике оптических сканирующих систем и может быть применено в устройствах ввода-вывода информации. Целью изобретения является повышение точности измерений положения фокуса сканирующего светового пятна за счет изменения периода интерференционной картины, получаемой с помощью дифракционной решетки 7 при изменении расстояния между фокусом и дифракционной решеткой. Изменение разности фаз сигналов двух фотоприемников 10, 11, которые освещены интерференционной картиной, пропорционально изменению положения фокуса относительно дифракционной решетки и плоскости сканирования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

5 4 G 0! м !!!00

КЕОИЗИН

ПЯТЕНТЮ: 1=. ;"" .!,НМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

F. :Б.: - .

H A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

S

3 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4228!27/24-10 (22) 13.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (?1) Институт технической кибернетики

АН БССР (72) Е. В. Днепровский, 1О. В. Ларченко, А. М. Леонов, Г. К. Табакаев и H. В. Борисевич (53) 535.818 (088.8) (56) Заявка Японии № 60-29087, кл. G 02 В 26/1О, 1985.

„„ЯУ„„1483312 А1 (54) СПОСОБ КО!11!" ОЛ ; I !0, !ОЙ ЕНИЯЯ ФОКУСА СКАНИРУ1ОЕ1i FÎ СВЕ ГО—

ВОГО ПУЧКА (57) Изобретение относится, ге.;":икс о:,.— тическнх сканирующих систе"I и может быть применено В устройствах ввода -в ь вод 1 формации. Целью изобретения является завышение точности измсре; ии положенч я фокуса сканирую1цеГО «стОВОГО пя Гна за счет изменения периода п-,герференци анной кыртинь1, получаемой о помощью дифрэкцио-;ной решетки 7 прll Hз: енении расстояния между фокусом и дифракционной решеткой.

Изменение разности фаз сипы IoB дlióõ фотоприемников 10, 11, ко-.орые Освец.е.:ы ипТЕРфЕРЕНЦИОННОЙ КаРТИНой, П,1OI .OPil:IO,.: Ihно изменению положения ф.;:;ус:- с носительно дифракционной ре.истин и плоскости сканирования. ил.

1483312

В 2Л

U;=р I sin t (x+vt) — ) dx, т:и (3) Формула изобретения

Составитсль1:, Лыкашева

Рс ldI

Заказ 2819139 Тираж 789 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, УК вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, уд. Гагарина, 10!

Изобретение относится к технике оптических сканирующих систем и может быть применено в устройствах ввода-вывода информации.

Цель изобретения — повышение точности измерений положения фокуса сканирующего светового пятна.

На чертеже показана функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит источник 1 света, коллиматор 2, дефлектор 3, фокусирующий объектив 4, светоделитель 5, жестко связанный с плоскостью 6 сканирования и дифракционной решеткой 7, ориентированной так, что ее штрихи перпендикулярны направлению сканирования, зоны 8 интерференции 0-го и +-1-го порядков дифракции, обьектив 9 сведения, фотоприемники 10 и 1! и фазовый детектор 12.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от источника 1 света проходит коллиматор 2. При этом диаметр светового пучка определяется из условия возникновения интерференционной картины при наложении порядков дифракции и из условия обеспечения заданного размера пят»а в плоскости 6 сканирования:

D = FVo Do/G0

1 — 1 1 х!! 1 12 / d где f= -- фокусное расстояние объектива; уп — угол расходимости лазерного пучка, D > -- диаметр лазерного пучка; ггп — размер сканирующего светового пятна;

Х и Х2 -- номера интерференционных порядков дифракции; . -- длина волны излучения;

d — — период дифракционной решетки 7.

Далее световой пучок попадает на дефлектор 3, апертура которого удовлетворяет условию (1) . Затем, пройдя фокусирующий обьектив 4 и расщепляясь на светоделителе 5, световой пучок фокусируется в плоскости 6 сканирования и вблизи "плоскости дифракционной решетки 7 (на расстоянии Л от последней). Период ичтерференционной картины, появляющейся в зоне 8 интерференции порядков дифракции, определяется условием

Р = — — — — -,=К/Л, (2)

Л1 N) — Щ

При смещении светового пятна по дифракционной решетке 7 интерференционные полосы будут смещаться. Объектив 9

1О сведения сводит одну из зон 8 интерференции в область фотоприемников 10 и 11, на выходе каждого из которых появляется сигнал где ч — скорость смещения интерференционной картины; у — амплитуда сигнала; ор a,õ,õ. — соответственно величины смещения верхняя и нижняя;: раницы;

После преобразования это выражение имеет вид

& = Ы S Я!!,— !х),i1(Г !)

Следовательно, амплитуда переменной составляющей на выходе фазового детектора пропорциональна изменению пространс-венного положения фокуса.

Способ контроля положения фокуса сканирующего светового пучка, при котором положение фокуса определяют по электрическому сигналу, пропорциональному освещенности на фотоприемнике, отличаюи(ийся тем, что, с целью повыш-íèÿ точности,,вблизи плоскости фокусировки осуществляют дифракционное разделение пучка и дополнительное измерение электрического сигнала, пропорционального освещенности на втором фотоприемнике, а о положении фокуса судят

40 по пропорциональному изменению разности фаз электрических сигналов от двух различных участков интерференционной картины, снимаемых с фотоприемников.