RU2065582C1

RU2065582C1 - Device for testing quality of light beams

Info

Publication number: RU2065582C1
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Дымшиц
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1996-08-20

Abstract

FIELD: optics; measurement technology. SUBSTANCE: device has photodetector and diaphragm mounted in front of photoreceiver. Diaphragm is made in form of shutter with holes. Shutter is made in form of plate and mounted for reciprocal motion. Holes in diaphragm are located at different heights. Shutter slides along guide in motionless frame. EFFECT: improved precision of measurement. 1 dwg

Description

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. The invention relates to optics and laser technology, and more particularly to the design of photometric devices for measuring the spatial and spatio-temporal distribution of intensity in continuous-wave beams of high power, in particular in focused laser beams. It can be used in solving problems of laser technology, in industry, in laser technological installations and in scientific research.

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. Known devices for controlling the quality of light beams described in the works of V.P. Andronov, L.M. Ivanenko and O.V. Khlopunova. PTE, 1978, N6, p. 130 131 and V.V. Zavyalova and V.I. Voronin. PTE, 1976, N6, p.102 104. These devices contain a photodetector and a diaphragm installed in front of it, made in the form of a rotating drum or curtain with holes. To ensure high accuracy of measurements using rotating diaphragms, careful balancing of the entire system is necessary, which, when changing the object of study, requires additional adjustment and complicates operating conditions.

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. Among the known devices for controlling the quality of light beams, the closest in technical essence to the proposed one is the device described in the book by Yu.G. Yakushenkova "Optical systems of photovoltaic devices." M. Engineering, 1966, p. 83. It contains a photodetector and a curtain with a slot reciprocatingly moving in front of it. Such a device allows you to measure the distribution of the total energy (or power) in the beam only along one coordinate of the line of movement of the curtain and does not provide information about the distribution of energy (power) of the beam along another, perpendicular coordinate.

Технической задачей настоящего изобретения является получение полной информации о пространственном распределении энергии (мощности) в пучке. The technical task of the present invention is to obtain complete information about the spatial distribution of energy (power) in the beam.

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. This problem is achieved by the fact that in the known device for controlling the quality of light beams, including a photodetector and a curtain reciprocating in front of it, made in the form of a plate, holes are made in the plate located at different distances from its reference plane.

На чертеже схематически изображен общий вид одного из вариантов конструкции предложенного устройства. The drawing schematically shows a General view of one of the design options of the proposed device.

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. A leaf shutter 2 is installed in the guide of the bed 3 and is placed between the source of the studied light beam 1 and the photodetector 5. The drive 6 is equipped with a pusher 7, the tooth 8 is rigidly attached to the plate 2. The spring 4 is fixed at one end to a fixed bed 3, and the other to the plate 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. The device operates as follows. When the drive 6 is turned on, the pusher 7 engages with the tooth 8 and with it moves the plate 2 along the guide bed 3. The holes in the plate 2, located at different heights, sequentially intersect the section of the light beam 1 along the chords, and to the input of the photodetector 5 in the form of a sequence of pulses, radiation from the corresponding sections of beam 1 enters. In this way, the light beam is scanned over the cross section and the spatial distribution of intensity in it is determined. Approaching the edge of the transmission, the pusher 7 disengages from the tooth 8 and the spring 4 returns the plate 2 to its original position. In this case, the beam 1 is again scanned, but in the opposite direction. After the pusher 7 again comes into contact with the tooth 8, the process is repeated.

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. By measuring the time variation of the intensity of the part of the beam passing through each of the holes in the plate to the input of the photodetector, we can obtain data on the distribution of intensity in the beam section in the direction of movement of the curtain. A sequential introduction into the beam of different holes in the plate allows you to perform such measurements in the perpendicular direction. Thus, unlike the prototype, the proposed device makes it possible to obtain complete information about the spatial distribution of energy (power) in the cross section of the light beam. In addition, in this device there is no need for balancing the engine, which simplifies operation and provides improved measurement accuracy.

Claims

A device for controlling the quality of light beams, including a photodetector and a reciprocating moving curtain installed in front of it, made in the form of a plate, characterized in that the plate has holes located at different distances from the supporting plane of the plate.