CN210375639U - 一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，包括外壳，自光入射方向依次设置在所述外壳内的起偏器、检偏器、步进电机和分光镜，分光镜的反射光射入光电池，光电池前设置衰减片；分光镜倾斜设置于外壳的出光口前，分光镜的出射光通过出光口射出外壳；所述步进电机的输出轴连接套筒，检偏器设置于套筒内。本实用新型安装于激光器出口端，可高效调整激光功率，实现了对功率密度为10w/cm2以下的染料激光功率的线性扫描，重复性很好，显著提高了激光功率扫描的准确度。
Description
技术领域
本实用新型属于一种线性调节激光功率的装置，具体涉及一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置。
背景技术
现有实验工况下，通过激光饱和功率曲线的拟合测量跃迁截面的试验中，激光功率的变化方式为通过调节方形光阑通光孔径的大小实现，这样的方式有很明显的缺陷，其一为将出射圆光斑改变为方光斑，这样会改变出射光斑的能量分布，而且在通光孔径很小的情况下，激光衍射现象会非常明显，影响实验结果；其二方光阑的调节为手动调节，这样的调节方式误差会比较大，而且调节过程不具有连续性，严重降低饱和功率曲线拟合的效率和准确性。目前并没有专用技术或装置解决这一问题。迫切需要开发相关装置，做到不改变光斑形状和能量分布，实现激光功率的自动线性扫描，保障试验的准确性、高效性。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种 。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，包括外壳，自光入射方向依次设置在所述外壳内的起偏器、检偏器、步进电机和分光镜，分光镜的反射光射入光电池，光电池前设置衰减片；分光镜倾斜设置于外壳的出光口前，分光镜的出射光通过出光口射出外壳；所述步进电机的输出轴连接套筒，检偏器设置于套筒内。
在上述技术方案中，所述起偏器、检偏器和分光镜处于同一光路。
在上述技术方案中，所述外壳包括底板和罩设于其上的罩壳。
在上述技术方案中，所述起偏器通过镜座安装于外壳内。
在上述技术方案中，所述所述套筒与检偏器之间设置镜片隔套；所述检偏器朝向起偏器的一侧端面设置直压片，直压片通过螺母与套筒连接。
在上述技术方案中，所述套筒靠近步进电机的一端外壁形成凸环；套筒下方设置接近开关，凸环伸入接近开关的凹槽内。
在上述技术方案中，所述步进电机通过电机固定架安装于外壳内。
在上述技术方案中，所述分光镜安装于平板上；平板倾斜设置，且通过反射座安装于外壳内，反射座固定于底板上，分光镜上设置分光镜压片。
在上述技术方案中，所述光电池设置于分光镜上方，其通过镜架安装于外壳内，光电池上设置压片。
在上述技术方案中，所述激光大功率线性扫描装置设置于激光器出光口处；所述激光大功率线性扫描装置适用于实现了对功率密度为10w/cm2以下的染料激光功率的线性扫描。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，通过前置偏振分光棱镜（起偏器）将激光器出射的部分偏振光调整为偏振度很高的线偏振光，然后通过第二个偏振分光棱镜（检偏器）将线偏振光分解为平行于入射面和垂直于入射面的两部分线偏振光，其中平行分量出射，垂直分量反射，调节第二个偏振棱镜（检偏器）的角度能达到出射激光功率的线性变化。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：
1 底板 2 步进电机
3 套筒 4 直压片
5 电机固定架 6 镜座
7 螺母 8 镜片隔套
9 起偏器 10 接近开关
11 反射座 12 罩壳
13 镜架 14 压片
15 分光镜压片 16 衰减片
17 平板 18 检偏器
19 凸环 20 光电池。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型电动放射性污染去污装置及应急保障系统的技术方案。
如图1所示，一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，包括外壳，自光入射方向依次设置在所述外壳内的起偏器9、检偏器18、步进电机2和分光镜，分光镜的反射光射入光电池20，光电池20前设置衰减片16；分光镜倾斜设置于外壳的出光口前，分光镜的出射光通过出光口射出外壳；所述步进电机2的输出轴连接套筒3，检偏器18设置于套筒3内。
所述起偏器9通过镜座6安装于外壳内。镜座6固定于底板1上。
所述套筒3与检偏器18之间设置镜片隔套8；
所述检偏器18朝向起偏器9的一侧端面设置直压片4，直压片4通过螺母与套筒3连接。
所述套筒3靠近步进电机2的一端外壁形成凸环19；套筒3下方设置接近开关10，凸环19伸入接近开关10的凹槽内。接近开关10的型号为EE-SX674。
所述步进电机2通过电机固定架5安装于外壳内。电机固定架5固定于底板1上。
所述分光镜安装于平板17上；平板17倾斜设置，且通过反射座11安装于外壳内，反射座11固定于底板1上。分光镜上设置分光镜压片15。
所述光电池20设置于分光镜上方，其通过镜架13安装于外壳内，光电池20上设置压片14。所述镜架13与罩壳12连接。
所述起偏器9、检偏器18和分光镜处于同一光路。
所述外壳包括底板1和罩设于其上的罩壳12。
所述底板1和罩壳12可拆卸连接。
所述罩壳12下端内壁形成卡槽，所述底板1的底面向外延伸形成凸沿，凸沿与卡槽卡接装配。
所述起偏器和检偏器均为偏振分光棱镜，外形均为12.7mm的立方体；且两者的胶合面镀膜波段为420nm~680nm。
所述分光镜透射率为95%，反射率为5%
所述光电池20前安放合适OD值的衰减片16，将探测光能量衰减为合适的大小，避免损坏光电池20。
所述激光大功率线性扫描装置设置于激光器出光口处；所述激光大功率线性扫描装置适用于实现了对功率密度为10w/cm2以下的染料激光功率的线性扫描。
本实用新型的工作原理：
激光器发出的激光从外壳入口射入起偏器9，起偏器9将激光器出射的部分偏振光调整为偏振度很高的线偏振光，检偏器18将线偏振光分解为平行于入射面和垂直于入射面的两个偏振方向互相垂直的两部分线偏振光，其中平行入射面的线偏振光出射，垂直于入射面的线偏振光反射，检偏器18出射光照射在分光镜上；分光镜透射率为95%，反射率为5%，分光镜将高能量的出射光进入光腔实验（透射），低能量的反射光照射进光电池20反射；光电池20前安放合适OD值的衰减片16，衰减片16将探测到的光能量衰减为合适的大小，避免损坏光电池20；光电池20将探测到的光信号转变为电信号反馈给单片机，单片机将电信号与上位机交互，上位机通过得到的电信号计算步进电机2的转动方向和转动角度，并将命令发送给单片机，单片机通过接口控制步进电机动作；步进电机控制检偏器偏转，检偏器的偏转角度影响出射光功率的大小，整个过程能够做到激光功率线性扫描，并且实时显示和储存功率调整曲线图。
本实用新型的使用方法：
将装置与上位机通过串口连接，设置装置占用计算机的串口编号，如计算机串口数量不够，可采用USB转串口线和USB HUB进行扩展，打开上位机软件界面，等待测试。调整激光器出射光通光孔径为8mm，标定光高为21cm，调整光路，保证光路与光学平台上的一条螺纹孔平行，方便后端装置的光路调整。将装置通过磁性表座或类似固定装置固定在光学平台上，调整装置水平和左右旋转两个方向，保证装置通光孔径与光路在一条直线上，避免激光斜入射导致光斑畸形损耗功率影响实验准确性。将激光功率密度调整为10w/cm2左右以下进行测试，入射到功率扫描装置，装置出射口端架设激光功率计，在测试前需标定激光功率，将“功率标定”的编辑框中手动输入激光功率计测量值。参照上位机软件三个分区的模块功能，可以实现连续调整、区间调整和固定值调整三大功能。连续调整分为增大和减小两个功能，激光功率将分别从零至最大功率和从最大功率降至零调节；区间调整可以实现从设定功率值增大和减小；固定值调整功能的实现为设定一个固定值的功率，点击“调整到设定值”，装置将自动调整激光功率到设定值位置。上述三种调节功能都能将功率变化曲线图显示和储存在上位机软件中，方便监测和后期查询。
本实用新型装置设计加工完成，经过试验验证，实现了对功率密度为10w/cm2以下的染料激光功率的线性扫描，重复性很好，显著提高了激光功率扫描的准确度。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：包括外壳，自光入射方向依次设置在所述外壳内的起偏器（9）、检偏器（18）、步进电机（2）和分光镜，分光镜的反射光射入光电池（20），光电池（20）前设置衰减片（16）；分光镜倾斜设置于外壳的出光口前，分光镜的出射光通过出光口射出外壳；所述步进电机（2）的输出轴连接套筒（3），检偏器（18）设置于套筒（3）内。
2.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述起偏器（9）、检偏器（18）和分光镜处于同一光路。
3.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述外壳包括底板（1）和罩设于其上的罩壳（12）。
4.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述起偏器（9）通过镜座（6）安装于外壳内。
5.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述套筒（3）与检偏器（18）之间设置镜片隔套（8）；所述检偏器（18）朝向起偏器（9）的一侧端面设置直压片（4），直压片（4）通过螺母与套筒（3）连接。
6.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述套筒（3）靠近步进电机（2）的一端外壁形成凸环（19）；套筒（3）下方设置接近开关（10），凸环（19）伸入接近开关（10）的凹槽内。
7.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述步进电机（2）通过电机固定架（5）安装于外壳内。
8.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述分光镜安装于平板（17）上；平板（17）倾斜设置，且通过反射座（11）安装于外壳内，反射座（11）固定于底板（1）上，分光镜上设置分光镜压片（15）。
9.根据权利要求1所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述光电池（20）设置于分光镜上方，其通过镜架（13）安装于外壳内，光电池（20）上设置压片（14）。
10.根据权利要求1~9之一所述的基于偏振棱镜的激光大功率线性扫描装置，其特征在于：所述激光大功率线性扫描装置设置于激光器出光口处；所述激光大功率线性扫描装置适用于实现了对功率密度为10w/cm2以下的染料激光功率的线性扫描。
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2019
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