SU934820A1

SU934820A1 - Device for scanning laser beam

Info

Publication number: SU934820A1
Application number: SU802968210A
Authority: SU
Inventors: Ю.М. Сорокин
Original assignee: Горьковский государственный университет им.Н.И.Лобачевского
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1985-09-30

Abstract

1. УСТРОЙСТВО СКАНИРОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА, содержащее лазер, коплимирующую систему и плоскопараллельную пластину, установленную под углом к оси пучка с возможностью ее вращени относительно зтой оси, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства путем .обеспечени различных траекторий сканировани , в него введена втора плоскопараллельна пластина, также установленна под углом к оси пучка с возможностью ее вращени относительно этой оси, причем обе пластиныустановлены с возможностью изменени их углов с осью пучка. 2. Устройство по п.1, отличающеес тем, что, с целью обеспечени эллиптической траектории сканировани , пластины имеют одинаковую толщину,выполнены из .одного материала и установлены с возможностью их вращени с одинаковой ско9 ростью в противоположных направлени х , причем проекции нормалей к поверхност м пластин на плоскость, перпендикул рную оси пучка, образуют пр мой угол, а углы пластин с осью не равны между собой. СО 4i 00 1. A LASER BEAM SCANNING DEVICE containing a laser, a klimarami system and a plane-parallel plate installed at an angle to the beam axis with the possibility of its rotation relative to this axis, characterized in that in order to extend the functionality of the device by providing various scanning paths into it a second plane-parallel plate is inserted, also installed at an angle to the beam axis with the possibility of its rotation relative to this axis, with both plates being installed with the possibility of being changed their angle with the beam axis. 2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to provide an elliptical scanning trajectory, the plates have the same thickness, are made of a single material and are installed with the possibility of their rotation with the same speed in opposite directions, and the projections of the normals to the surfaces m plates on a plane perpendicular to the axis of the beam, form a right angle, and the corners of the plates with the axis are not equal to each other. CO 4i 00

Description

тt

Изобретение относитс к оптическим системам, предназначенным дл сканировани светового пучка, и может быть использовано дл фокусировки луча при распространении его в 5 движущейс ,.сдабопоглощающей среде, напрймер в атмосфере или морской воде.The invention relates to optical systems for scanning a light beam, and can be used to focus a beam when it propagates in a moving, absorbing medium, eg in the atmosphere or seawater.

Известны устройства сканировани лазерного пучка, включающие вращаю- 10 диес или сачающиес плоские зеркала 1 J. Недостатком таких устройств вл етс низка лучева стойкость вход щих в них зеркал.Laser beam scanning devices are known, including rotating 10 dias or flattened flat mirrors 1 J. A disadvantage of such devices is the low radiation resistance of the mirrors included in them.

Известно устройство сканировани 15 лазерного пучка, содержащее лазер, коллимирующ то систему и плоскопараллельиуго пластину, устаповленнуго- под углом к оси.пучка с возможностью ее вращени относительно этой оси 2J. 20 Недостатком указанного устройства вл ютс его ограниченные функциональные возможности, позвол ющие производить сканирование только по циркул рной траектории.Однако вр де 25 случаев требуютс другие траектории сканировани . Так, например, дл эффективной фокусировки пучка при его распространении в движущейс слабопоглощающей среде необходимо обеспе- зо чить сканирование по эллиптической траектории.A laser beam scanning device 15 is known, which contains a laser, collimating that system and a plane-parallel plate, mounted at an angle to the axis. The beam can be rotated about this axis 2J. 20 The disadvantage of this device is its limited functionality, which allows scanning only along a circular path. However, in 25 cases, other scan paths are required. For example, in order to effectively focus the beam as it propagates in a moving weakly absorbing medium, it is necessary to provide scanning along an elliptical path.

Цель изобретени - расширение функционалышх возможностей устройства путем обеспечени различных траекторий сканирова1ш и, в частности, обеспечение эллиптической траектории сканировани .The purpose of the invention is to expand the functional capabilities of the device by providing various scan paths and, in particular, providing an elliptical scan path.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство сканировани 40 лазерного пучка, содержащее лазер, коллимгфующую систему и плоскопараллельнуьэ пластину, установленную под углом к оси пучка с возможностью ее вращени относительно этой оси, вве- 45 дева втора плоскопараллельна пластина , также установленна под углом к оси пучка с возможностью ее вращени относительно этой оси, причем обе пластины установлены с возможное-JQ тью изменени их углов с осью пучка, а также тем, что пластины имеют одинаковую ТОЛЩИ1ГУ, выполнены из одного материала и установлены с возможностью их вращени с одинаковой скорое- 55 тью в противоположных направлени х, причем проекции нормалей к поверхност м пластин на плоскость, перпендикул рную оси пучка, образуют пр мой угол, а углы пластин с осью не равны между собой.The goal is achieved in that a laser beam scanning device 40 comprising a laser, a collimpering system and a plane-parallel plate mounted at an angle to the beam axis with the possibility of its rotation relative to this axis, also inserts a second plane-parallel plate mounted at an angle to the axis beam with the possibility of its rotation relative to this axis, and both plates are installed with possible changes of their angles with the axis of the beam, as well as the fact that the plates have the same thickness, are made of the same material iala and installed with possibility of their rotation with equal skoroe- Tew 55 in opposite directions, wherein the projections of the normals to the surfaces of the plates in a plane perpendicular to the beam axis form a right angle and the angles to the axis of the plates are not equal.

На чертеже представлена принципиальна схема предлагаемого устройства .The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Устройство сканировани лазерного пучка состоит из лазера 1, коллимирующей системы 2 и двух пдоскопараллельных пластин 3 и 4, установленных под углом к оси 5 пучка с возможностью их вращени относительно этой оси. Угол обеих пластин 3 и 4 может измен тьс . В варианте исполнени пластиIны 3 и 4 имеют одинаковую толщину, /выполнены Из одного материала и установлены с возможностью их вращени вокруг оси 5 с одинаковой скоростью, но в противоположных направлени х. Причем пластины 3 и 4 сориентированы относительно друг друга таким образом что в любой момент времени проекции нормалей к их поверхност м на плоскость 6, перпендикул рную оси 5, образуют пр мой угол, а углы пластин 3 и 4 с осью 5 не равны между собой.The laser beam scanning device consists of a laser 1, a collimating system 2, and two parallel-parallel plates 3 and 4 mounted at an angle to the beam axis 5 with the possibility of their rotation relative to this axis. The angle of both plates 3 and 4 may vary. In the embodiment, the plastics 3 and 4 have the same thickness, / are made of the same material and are installed with the possibility of their rotation around the axis 5 with the same speed, but in opposite directions. Moreover, plates 3 and 4 are oriented relative to each other in such a way that at any time the projections of normals to their surfaces on plane 6, perpendicular to axis 5, form a right angle, and the corners of plates 3 and 4 with axis 5 are not equal to each other.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Пучок излучени от лазера 1 коллимируетс системой 2 и проходит через вращающуюс относительно оси 5 плоскопараллельную пластину 3. Благодар преломпению в этой пластине вьпиедший из нее пучок сканирует по циркул рной траектории. Причем радиус этой траектории определ етс толщиной и показателем преломлени материала пластины 3, а также ее углом с осью 5. Далее пучок преломл етс вращающейс вокруг оси 5 плоскопараллельной пластиной 4 и выходит из нее, сканиру по заданной траектории. Причем необходимый закон сканировани обеспечиваетс благодар соответствующему выбору толшин и показателей преломлени материала пластин 3 и 4, относительных скорости и направлени их вращени вокруг оси 5, ориентации пластин относительно друг друга, а также их углами с осью 5. Так, например , соответствующа реализаци указанных факторов в варианте исполнени позвол ет обеспечить эллиптическую траекторию сканировани . При этом размеры полуосей зллипса определ ютс толщиной и показателем преломлени материала пластин 3 и 4, а также их углами с осью 5. Следует от3 :9348204A beam of radiation from laser 1 is collimated by system 2 and passes through a plane-parallel plate 3 rotating about an axis 5. Thanks to the affection in this plate, the beam emitted from it scans along a circular trajectory. Moreover, the radius of this trajectory is determined by the thickness and the refractive index of the material of plate 3, as well as its angle with axis 5. Next, the beam is refracted by a plane parallel plate 4 rotating around axis 5 and exits from it, scanning along a predetermined path. Moreover, the necessary scanning law is ensured by appropriate selection of the thicknesses and refractive indices of the material of the plates 3 and 4, the relative speeds and directions of their rotation around the axis 5, the orientation of the plates relative to each other, as well as their angles with the axis 5. For example, the corresponding realization of these factors in an embodiment, it provides an elliptical scanning path. The dimensions of the semi-axes of the ellipse are determined by the thickness and the refractive index of the material of the plates 3 and 4, as well as their angles with the axis 5. It follows from 3: 9348204

метить, что пр равенстве этих углов личные траектории сканировани , в реализуетс сканирование по пр мой. частности эллиптическую котора необходима дл эффективной фокусировкиNote that if these angles are equal, the personal scanning paths will be implemented in direct scanning. particular elliptical which is necessary for effective focusing

Таким образом, использование пучка при его распространении-в дниизобретени позвол ет обеспечить, раз-5 жущейс слабопоглощак цей среде.Thus, the use of the beam in its propagation in the inventive form allows one to ensure that the medium is absorbed weakly.

Claims

1. DEVICE FOR SCANNING A LASER BEAM containing a laser, a collimating system and a plane-parallel plate mounted at an angle to the beam axis with the possibility of its rotation about this axis, characterized in that, in order to expand the functionality of the device by providing various scanning paths, the second plane is introduced into it.

a co-parallel plate, also mounted at an angle to the axis of the beam with the possibility of rotation relative to this axis, both plates are installed with the possibility of changing their angles with the axis of the beam.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to ensure an elliptical scanning path, the plates have the same thickness, are made of the same material and are mounted with the possibility of rotation at the same speed in opposite directions, and the projections of the normals to the surfaces of the plates on a plane perpendicular to the axis of the beam, form a right angle, and the angles of the plates with the axis are not equal to each other.

a

1 * 934820