CN102902032A - 一种衰减片放置装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种衰减片放置装置，包括安装座，其特征在于，所述安装座表面沿着轴线方向，依次设有至少两个用于放置衰减片的凹槽，各凹槽倾斜设置，使得在凹槽中安装衰减片后，每两个相邻的衰减片均呈八字形排布。本发明能有效抑制经过衰减片的出射光斑出现干涉条纹；能快速替换衰减片，灵活快速地配比出不同衰减倍数；便于与CCD配合使用形成全密封的结构，有利于屏蔽杂散光，消除杂散光带来的背底及噪声，使采集到的光斑信息更准确。

Description

一种衰减片放置装置

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体地说，本发明涉及一种衰减片放置装置。

背景技术

传统的衰减片放置装置主要有两种，一种是圆筒式放置装置，另一种是轮盘式放置装置。一般来说，在设置衰减片时往往需要对衰减倍数进行配比，这就要求衰减片放置装置考虑替换衰减片的便利性。如果采用圆筒式放置装置，每次替换衰减片时都需要将装置从光路中取出，操作十分麻烦。而轮盘式放置装置可以用旋转轮盘的方式来替换衰减片，在一定程度上实现衰减倍数的配比。然而，其可提供的衰减倍数的种类有限，仅限于安装在轮盘中的衰减片的个数。因此，采用轮盘式放置装置时，衰减倍数的配比也比较麻烦。另外，衰减片往往和CCD配合使用，这种情况，需要衰减片到CCD窗口之间是封闭结构，以屏蔽杂散光，从而消除杂散光带来的背底及噪声，使采集到的光斑信息更准确。而轮盘式放置装置难以和CCD配合形成衰减片到CCD窗口之间的封闭结构。

现有技术中，还有一种方法是将多个衰减片级联（例如层叠式放置装置），这样可以更加灵活地配比衰减倍数。然而，在实际使用中发现，采用这种放置方法时，出射光斑经常出现干涉条纹，严重影响光束质量。

综上所述，当前迫切需要一种易于快速灵活配比衰减倍数，便于与CCD配合，且能够抑制出射光斑干涉条纹的衰减片放置装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于快速灵活配比衰减倍数，便于与CCD配合，且能够抑制出射光斑干涉条纹的衰减片放置装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种衰减片放置装置，包括安装座，所述安装座表面沿着轴线方向，依次设有至少两个用于放置衰减片的凹槽，各凹槽倾斜设置，使得在凹槽中安装衰减片后，每两个相邻的衰减片均呈八字形排布。

其中，相邻的所述凹槽的倾斜方向相反。

其中，各凹槽的倾角均满足

其中，所述衰减片放置装置还包括套筒，所述安装座安装在所述套筒内，并且可沿着套筒的轴线方向抽出和推入。

其中，所述安装座为抽屉状。

与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

1、能有效抑制经过衰减片的出射光斑出现干涉条纹。

2、能快速替换衰减片，灵活快速地配比出不同衰减倍数。

3、便于与CCD配合使用形成全密封的结构，有利于屏蔽杂散光，消除杂散光带来的背底及噪声，使采集到的光斑信息更准确。

附图说明

图1示出了现有技术中级联的衰减片间出现倾斜角度的示意图；

图2示出了衰减片间不绝对平行而导致出现干涉条纹的原理示意图；

图3示出了本发明一个实施例的衰减片放置装置的立体示意图；

图4示出了本发明一个实施例的安装座B被推入套筒A内的立体示意图；

图5示出了本发明一个实施例的安装了衰减片组的衰减片放置装置的沿着轴线剖面后的立体示意图；

图6示出了本发明一个实施例的安装座B的俯视示意图；

图7示出了本发明一个实施例中的相邻衰减片的相对位置及光线入射后的光路示意图；

图8示出了光线通过两个相邻衰减片的中心高变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步地描述。

图3示出了本发明的一个实施例的衰减片放置装置的立体示意图，如图3所示，所述衰减片放置装置包括套筒A和安装在所述套筒A内的抽屉状安装座B，安装座B可沿着套筒A的轴线方向抽出和推入，这样就可以方便地按实际需要快速替换衰减片，图4示出了安装座B被推入套筒A内的立体示意图。在一个实施例中，沿着安装座B的长度方向，安装座B的内表面依次设有多个（至少两个）用于放置衰减片的凹槽C，以便于使多个衰减片形成级联。各凹槽C倾斜设置，且相邻凹槽C的倾斜方向相反，从而使得在凹槽C中安装衰减片后，每两个相邻的衰减片均呈八字形排布。需要说明的是，所述凹槽C倾斜设置既可以是凹槽C相对于x轴（坐标轴的方向如图3所示）倾斜而在z轴方向不倾斜，也可以是凹槽C相对于z轴（即竖直方向）倾斜而在x轴方向不倾斜，还可以是凹槽C相对于x轴和z轴均倾斜。为便于理解，下文中以凹槽C相对于x轴倾斜而在z轴方向不倾斜的方案为例进行说明。图5示出了本发明一个实施例的安装了衰减片组的衰减片放置装置的沿着轴线剖面后的立体示意图，可以看出，图中每两个相邻的衰减片均呈八字形排布。本实施例中，套筒A可起到固定作用，其外形可以按照衰减片的形状做成长方体形或者圆柱形，其横截面的尺寸也可以根据所使用的衰减片组的口径而设计。上述实施例的衰减片放置装置能够有效抑制经过衰减片的出射光斑出现干涉条纹，下面对其原理进行说明。

为便于理解，首先分析采用现有的级联放置装置时出射光斑出现干涉条纹的原因。本案发明人研究发现，由于安装在传统的衰减片放置装置中的衰减片不可避免地会被外界扰动，导致位置出现偏差，造成相邻衰减片间不是绝对平行，而有一个小的倾角，如图1所示，这就是导致出射光斑产生等厚干涉条纹的原因。图2示出了衰减片间不绝对平行而导致出现干涉条纹的原理示意图，如图2所示，光线从右至左入射。入射光线到达衰减片b前表面的B点时，一部分能量反射返回至衰减片a后表面的A点，在A点再次发生反射后沿着斜向下的角度出射，该出射光线标记为1。而偏下方的另一入射光线从右至左入射后，其一部分能量会直接经过衰减片b出射，此出射光线标记为2。显然，出射光线1和出射光线2间会产生干涉现象。

图6示出了本发明一个实施例的安装座B的俯视示意图。如图6所示，凹槽不是平行于横截面径向（垂直于轴向的方向）的x轴，而是与x轴均呈夹角θ，且相邻的凹槽倾斜方向相反。任意考察其中一对相邻的凹槽，在安装衰减片后，衰减片的相对位置如图7所示。图7中，光线从右至左入射。入射光线到达衰减片b前表面的B点时，一部分能量反射返回至衰减片a后表面的A点，在A点再次发生反射后沿着斜向下的角度出射，不同于图2，此光线已经出射到衰减片范围之外，因此不会再形成干涉条纹。可以看出，将相邻衰减片呈八字排布，能够有效地抑制有效抑制经过衰减片的出射光斑出现干涉条纹。

进一步地，在一个优选实施例中，适当地选择凹槽倾角θ（即凹槽与x轴的夹角），能够避免出射光出现等厚干涉现象。设衰减片口径为h，参考图7，用AC表示衰减片口径，用BC表示两块相邻衰减片之间的最小距离，∠CBA=2θ，∠ACB=90°+θ，∠CAB=90°-3θ。由三角形正弦定理有：

$\frac{\mathrm{BC}}{\sin \∠\mathrm{CAB}}=\frac{\mathrm{AC}}{\sin \∠\mathrm{CBA}}$

$\mathrm{AC}=\frac{\mathrm{BC}\sin \∠\mathrm{CBA}}{\sin \∠\mathrm{CAB}}$

如果BC>h，则经衰减片b的反射光线不会出射到衰减片a上，因此由

可算出θ的取值范围，有

也就是说，当θ的取值满足

时，就可以避免出射光出现等厚干涉现象。

上述实施例中，衰减片放置装置可以与CCD配合使用以采集光斑，不透明的套筒A的出射端可设置与CCD装置连接的接口D（参考图3、4、5），使得衰减片放置装置和CCD装置的组合体形成全密封的结构。这样有利于屏蔽杂散光，消除杂散光带来的背底及噪声，使采集到的光斑信息更准确。当然，本发明的其它实施例中，也可以不在套筒A的出射端设置接口，甚至衰减片放置装置也可以不包含套筒A，这样可能不利于屏蔽杂散光，但仍然能够达到抑制或避免出射光出现等厚干涉现象的效果。

上述实施例中，由于相邻的衰减片呈八字形放置，当入射光束经过偶数的衰减片后，出射光束的中心高相对于入射光束基本不会发生变化，如图8所示。

需要说明的是，本发明中使衰减片呈八字形放置的结构也可以配合现有的轮盘式放置装置、层叠式放置装置使用，这是本领域技术人员易于理解的。另外，本领域技术人员易于理解，本发明中，安装座的各凹槽的倾角可以相同，也可以不相同。

最后，上述的实施例仅用来说明本发明，它不应该理解为是对本发明的保护范围进行任何限制。而且，本领域的技术人员可以明白，在不脱离上述实施例精神和原理下，对上述实施例所进行的各种等效变化、变型以及在文中没有描述的各种改进均在本专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种衰减片放置装置，包括安装座，其特征在于，所述安装座表面沿着轴线方向，依次设有至少两个用于放置衰减片的凹槽，各凹槽倾斜设置，使得在凹槽中安装衰减片后，每两个相邻的衰减片均呈八字形排布。

2.根据权利要求1所述的衰减片放置装置，其特征在于，相邻的所述凹槽的倾斜方向相反。

3.根据权利要求2所述的衰减片放置装置，其特征在于，各凹槽的倾角θ均满足其中，h为衰减片口径，BC为两块相邻衰减片之间的最小距离。

4.根据权利要求1所述的衰减片放置装置，其特征在于，所述衰减片放置装置还包括套筒，所述安装座安装在所述套筒内，并且可沿着套筒的轴线方向抽出和推入。

5.根据权利要求4所述的衰减片放置装置，其特征在于，所述安装座为抽屉状。

6.根据权利要求4所述的衰减片放置装置，其特征在于，所述套筒不透明。

7.根据权利要求4所述的衰减片放置装置，其特征在于，所述套筒的出射端设置与CCD装置连接的接口。

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