Устройство для контроля качества световых пучков

 

Использование: изобретение относится к оптике, к конструкции устройств, предназначенных для измерения пространственного распределения в пучках непрерывного излучения большей мощности. Сущность изобретения: устройство включает фотоприемник и установленную перед ним диафрагму в виде подвижной шторки с отверстиями. Шторка выполнена в виде пластины с возможностью возвратно-поступательного движения, а отверстия в ней размещены на разной высоте. Шторка скользит по направляющей в неподвижной станине. 1 ил.

Изобретение относится к оптике и лазерной технике, а более конкретно к конструкции фотометрических устройств, предназначенных для измерения пространственного и пространственно-временного распределения интенсивности в пучках непрерывного излучения большой мощности, в частности в сфокусированных лазерных пучках. Оно может быть использовано при решении задач лазерной технологии, в промышленности, в лазерных технологических установках и в научных исследованиях.

Известны устройства для контроля качества световых пучков, описанные в работах В. П. Андронова, Л.М. Иваненко и О.В. Хлопунова. ПТЭ, 1978, N6, с. 130 131 и В.В. Завьялова и В.И. Воронина. ПТЭ, 1976, N6, с.102 104. Эти устройства содержат фотоприемник и установленную перед ним диафрагму, выполненную в виде вращающихся барабана или шторки с отверстиями. Для обеспечения высокой точности измерений с помощью вращающихся диафрагм необходима тщательная балансировка всей системы, что при смене объекта исследования требует дополнительной наладки и усложняет условия эксплуатации.

Среди известных устройств для контроля качества световых пучков наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, описанное в книге Ю.Г. Якушенкова "Оптические системы фотоэлектрических устройств". М. Машиностроение, 1966, с. 83. Оно содержит фотоприемник и возвратно-поступательно движущуюся перед ним шторку с щелью. Такое устройство позволяет измерить распределение полной энергии (или мощности) в пучке только вдоль одной координаты линии перемещения шторки и не дает информации о распределении энергии (мощности) пучка вдоль другой, перпендикулярной координаты.

Технической задачей настоящего изобретения является получение полной информации о пространственном распределении энергии (мощности) в пучке.

Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве для контроля качества световых пучков, включающем фотоприемник и возвратно-поступательно движущуюся перед ним шторку, выполненную в виде пластины, в пластине выполнены отверстия, размещенные на разных расстояниях от ее опорной плоскости.

На чертеже схематически изображен общий вид одного из вариантов конструкции предложенного устройства.

Пластинчатая шторка 2 установлена в направляющей станины 3 и размещена между источником исследуемого пучка света 1 и фотоприемником 5. Привод 6 снабжен толкателем 7, зуб 8 жестко скреплен с пластиной 2. Пружина 4 одним концом закреплена на неподвижной станине 3, а другим на пластине 2.

Устройство работает следующим образом. При включении привода 6 толкатель 7 входит в зацепление с зубом 8 и с его помощью перемещает пластину 2 вдоль направляющей станины 3. Отверстия в пластине 2, расположенные на разной высоте, последовательно пересекают по хордам сечение светового пучка 1, и на вход фотоприемника 5 в виде последовательности импульсов попадает излучение от соответствующих участков пучка 1. Таким путем осуществляется сканирование светового пучка по сечению и определяется пространственное распределение интенсивности в нем. Подходя к краю трансмиссии, толкатель 7 выходит из зацепления с зубом 8 и пружина 4 возвращает пластину 2 в исходное положение. При этом вновь производится сканирование пучка 1, но уже в противоположном направлении. После того, как толкатель 7 снова войдет в контакт с зубом 8, процесс повторяется.

Измеряя изменение во времени величины интенсивности части пучка, проходящей сквозь каждое из отверстий в пластине на вход фотоприемника, можно получить данные о распределении интенсивности в сечении пучка в направлении перемещения шторки. А последовательное введение в пучок разных отверстий в пластине позволяет выполнить такие измерения в перпендикулярном направлении. Таким образом, в отличие от прототипа, предложенное устройство дает возможность получить полную информацию о пространственном распределении энергии (мощности) в сечении светового пучка. Кроме того, в данном устройстве отсутствует необходимость балансировки двигателя, что упрощает эксплуатацию и обеспечивает повышение точности измерений.

Формула изобретения

Устройство для контроля качества световых пучков, включающее фотоприемник и возвратно-поступательно движущуюся шторку, установленную перед ним, выполненную в виде пластины, отличающееся тем, что в пластине выполнены отверстия, размещенные на разных расстояниях от опорной плоскости пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1