CN211878079U - 一种共焦式准光学谐振腔的调准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共焦式准光学谐振腔的调准装置，其在常规共焦式准光学谐振腔的腔体上增加了He‑Ne激光器和感光装置，通过感光装置接收He‑Ne激光器的光信号判断谐振腔腔体的位置，进而判断共焦式准光学谐振腔是否调准。通过调节谐振腔腔体位置，确定腔体参数和TEM_00q主模模式，进而确定空腔谐振频率、加载样品谐振频率等参数，通过精确调节谐振腔腔体位置，提高测试结果精度。

Description

一种共焦式准光学谐振腔的调准装置

技术领域

本实用新型涉及光学调准仪器，具体涉及一种共焦式准光学谐振腔的调准装置。

背景技术

电介质材料的复介电常数的测量对通讯行业的发展具有重要的意义。电介质材料的复介电常数的测量方法有：自由空间法、闭腔法、离散Fourier变换光谱仪法(DFTS)、Mach-Zehnder型干涉光谱仪法(MZI)、返波管介电谱仪法(BWO)以及开放腔法。毫米波段，闭腔法需要尺寸更小的腔体体积和样品体积，一定程度上制约其应用发展。自由空间法传输、反射系数存在误差，难以精确测量低损耗材料。DFTS、MZI和BWO系统较复杂。开放腔法具有腔加工、样品加工简单，单模性能好，操作方便，测试精度高等优点，是毫米波段测试电介质材料最有效的方法之一。

常见的开放式谐振腔结构有三种：双平腔结构、平凹腔结构、双凹腔结构。此三种结构常用的耦合方式是小孔耦合，小孔耦合能有效激励腔体内电磁场。小孔位置会对测试结果产生一定影响，小孔位于腔体的特定位置，所以腔体的位置对测试结果至关重要。

文献“Optical alignment procedure for an unstable resonator high powerlaser，Review of Scientific Instruments”与“Properties of an unstable confocalresonator CO₂laser system，1969，IEEE Journal of Quantum Electronic”提出的方法中，都需要在谐振腔体中加入光阑或是安置45°反射镜，这就使腔体结构设计复杂化，调准程序繁琐或是需要高精度的调焦望远镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种共焦式准光学谐振腔的调准装置，其具有结构简单、操作方便的特点，适用于共焦式准光学谐振腔的调准。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种共焦式准光学谐振腔的调准装置，其包括两块平行且凹面正相对放置的凹面镜，此二者之间的空间构成了共焦式准光学谐振腔；所述共焦式准光学谐振腔内放置有样品固定架，该样品固定架的一端装有左右方向高解析度马达；一块凹面镜的特定圆周位置设有He-Ne激光器和感光装置且底端装有前后方向马达和左右方向马达，另一块凹面镜的特定圆周位置设有与所述He-Ne激光器相对应的感光装置以及与感光装置相对应的He-Ne激光器且底端装有上下方向马达和左右方向马达，两块凹面镜的中部凹陷处均设有耦合环；所述左右方向高解析度马达以及两个所述左右方向马达均设置在稳定轴上。

作为优选，一块凹面镜的特定圆周位置设有一个He-Ne激光器和两个感光装置；相应的，另一块凹面镜的特定圆周位置设有一个感光装置和两个He-Ne激光器。

作为优选，设有两个He-Ne激光器之凹面镜的端部装有上下方向马达和左右方向马达，设有两个感光装置之凹面镜的端部装有前后方向马达和左右方向马达。

作为优选，各个He-Ne激光器以及各个感光装置分别以所在凹面镜上的耦合环为圆心，位于一定半径的同心圆上。

作为优选，同一凹面镜上各个He-Ne激光器和感光装置两两之间的圆心角为60°。

作为优选，各个He-Ne激光器以及各个感光装置的开孔直径小于1毫米。

本实用新型所提供的共焦式准光学谐振腔的调准装置，其在常规共焦式准光学谐振腔的腔体上增加了He-Ne激光器和感光装置，通过感光装置接收He-Ne激光器的光信号判断谐振腔腔体的位置，进而判断共焦式准光学谐振腔是否调准。通过调节谐振腔腔体位置，确定腔体参数和TEM_00q主模模式，进而确定空腔谐振频率、加载样品谐振频率等参数，通过精确调节谐振腔腔体位置，提高测试结果精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的共焦式准光学谐振腔的调准装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、2、耦合环；3、4、谐振腔腔体；5、7、9、感光装置；6、8、10、He-Ne激光器；11、前后方向马达；12、上下方向马达；13、14、左右方向马达；15、左右方向高解析度马达；16、样品固定架；17、稳定轴。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

如图1所示，一种共焦式准光学谐振腔的调准装置，包括同轴线耦合环1、2，谐振腔腔体3、4，He-Ne激光器6、8、10，感光装置5、7、9，前后方向马达11，上下方向马达12，左右方向马达13、14，左右方向高解析度马达15，样品固定架16，稳定轴17。

谐振腔腔体3、4由两块结构相同、尺寸相等的平凹面镜构成，也就是说，谐振腔腔体3是一块平凹面镜，谐振腔腔体4是另一块平凹面镜。这两块平凹面镜，也就是谐振腔腔体3、4，二者平行且凹面正相对放置，经同轴电缆和矢量网络分析仪连接，形成测试回路。谐振腔腔体3、4之间的空间构成了共焦式准光学谐振腔，该共焦式准光学谐振腔内放置有样品固定架16，该样品固定架16的一端装有左右方向高解析度马达15。

谐振腔腔体3的特定圆周位置设有He-Ne激光器6和感光装置5、7，且谐振腔腔体3端部装有前后方向马达11和左右方向马达13。该谐振腔腔体3的中部凹陷处设有耦合环1。

谐振腔腔体4的特定圆周位置设有感光装置9和He-Ne激光器8、10，且谐振腔体4的端部装有上下方向马达12和左右方向马达14。该谐振腔腔体4的中部凹陷处设有耦合环2。

耦合环1、2正相对、感光装置5和He-Ne激光器8正相对、He-Ne激光器6和感光装置9正相对、感光装置7和He-Ne激光器10正相对。而且，耦合环1、2相对应，He-Ne激光器6、8、10和感光装置9、5、7一一对应。

耦合环1与耦合环2、感光装置5和He-Ne激光器8、He-Ne激光器6和感光装置9、感光装置7和He-Ne激光器10的开口位置和开口尺寸均一致。

在本实施例中，He-Ne激光器6和感光装置5、7在谐振腔腔体3上以耦合环1为圆心，位于一定半径的同心圆上。所述He-Ne激光器6和感光装置5、7两两之间的圆心角为60°。相应的，感光装置9和He-Ne激光器8、10在谐振腔腔体4上以耦合环2为圆心，位于一定半径的同心圆上。所述感光装置9和He-Ne激光器8、10两两之间的圆心角为60°。

He-Ne激光器6、8、10的开孔直径小于1毫米，相应的，感光装置5、7、9的开孔直径也小于1毫米。

左右方向马达13、14，左右方向高解析度马达15均设置在稳定轴17上。

共焦式准光学谐振腔工作前，He-Ne激光器6、8、10中的激光管处于放电状态，通过调节前后方向马达11和上下方向马达12调节谐振腔腔体3、4的位置。当感光装置5、7、9上的感光像素分别接收到He-Ne激光器8、10、6的光信号时，证明谐振腔处于调准状态。

共焦式准光学谐振腔工作时，根据测量频段，通过控制左右方向马达13、14调节谐振腔腔体3、4于特定位置，通过控制左右方向高解析度马达15调节样品固定架16在谐振腔腔体3、4的中心位置。测试过程中的测试信号由矢量网络分析仪发射，经过同轴电缆、同轴线耦合环进入谐振腔，谐振腔产生的输出信号经另一同轴线耦合环和同轴电缆传回矢量网络分析仪，通过测量空腔和加载试样后的谐振频率和品质因数的变化，计算介电基材料的介电常数和损耗角正切。

He-Ne激光器、感光装置在谐振腔腔体上的数量、位置以及结构除了采用本实施例外也可根据调准需求加以选取和设置。

上述共焦式准光学谐振腔的调准装置，其在常规共焦式准光学谐振腔的腔体上增加了三套He-Ne激光器和三套感光装置，通过感光装置接收He-Ne激光器的光信号判断谐振腔腔体的位置，进而判断共焦式准光学谐振腔是否调准。通过调节谐振腔腔体位置，确定腔体参数和TEM_00q主模模式，进而确定空腔谐振频率、加载样品谐振频率等参数，通过精确调节谐振腔腔体位置，提高测试结果精度。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种共焦式准光学谐振腔的调准装置，其特征在于，包括两块平行且凹面正相对放置的凹面镜，此二者之间的空间构成了共焦式准光学谐振腔；所述共焦式准光学谐振腔内放置有样品固定架，该样品固定架的一端装有左右方向高解析度马达；一块凹面镜的圆周位置设有He-Ne激光器和感光装置且底端装有前后方向马达和左右方向马达，另一块凹面镜的圆周位置设有与所述He-Ne激光器相对应的感光装置以及与所述感光装置对应的He-Ne激光器且底端装有上下方向马达和左右方向马达，两块凹面镜的中部凹陷处均设有耦合环；所述左右方向高解析度马达以及两个所述左右方向马达均设置在稳定轴上。

2.根据权利要求1所述的调准装置，其特征在于，一块凹面镜的圆周位置设有一个He-Ne激光器和两个感光装置；相应的，另一块凹面镜的圆周位置设有一个感光装置和两个He-Ne激光器。

3.根据权利要求2所述的调准装置，其特征在于，设有两个He-Ne激光器之凹面镜的端部装有上下方向马达和左右方向马达，设有两个感光装置之凹面镜的端部装有前后方向马达和左右方向马达。

4.根据权利要求3所述的调准装置，其特征在于，各个He-Ne激光器以及各个感光装置分别以所在凹面镜上的耦合环为圆心，位于一定半径的同心圆上。

5.根据权利要求4所述的调准装置，其特征在于，同一凹面镜上各个He-Ne激光器和感光装置两两之间的圆心角为60°。

6.根据权利要求1所述的调准装置，其特征在于，各个He-Ne激光器以及各个感光装置的开孔直径小于1毫米。

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