专利名称：一种双变密度盘的可变衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光束能量衰减器，通过改变透过率而实现对入射光束的调节。
背景技术：
目前单变密度盘的可变衰减器在照明、成像光学系统中应用广泛，这种单变密度 盘的可变衰减器透过率细分精度较为低，同时由于入射光束具有一定口径，这样会导致入 射光通过单变密度盘的可变衰减器后，其能量分布发生改变，从而限制了单变密度盘的可 变衰减器的应用。
发明内容
为了解决背景技术中所述的技术问题，本发明的目的是提出一种双变密度盘的可 变衰减器，实现对入射光高精度的衰减能力，同时避免单变密度盘引入的能量分布不均勻。为了实现所述的目的，本发明双变密度盘的可变衰减器解决技术问题所采用的技 术方案是该装置包括第一变密度盘和第二变密度盘、第一伺服电机和第二伺服电机、第 一编码器和第二编码器、第一限位开关和第二限位开关，第一变密度盘与第二变密度盘同 轴且端面平行布置，第一限位开关上设置有第一变密度盘，第二限位开关上设置有第二变 密度盘，所述的第一限位开关和第二限位开关分别布置在第一变密度盘和第二变密度盘的 全透光扇区中，第一伺服电机的轴和第二伺服电机的轴分别垂直于第一变密度盘和第二变 密度盘的端平面，所述第一变密度盘和第二变密度盘分别采用互补对称结构的变密度盘旋 转，入射光通过第一变密度盘后引起的能量不均勻性会被第二变密度盘修正，同时第一变 密度盘的透过率会被第二变密度盘细分，从而提高能量衰减分辨力。本发明的创新点在于本发明提出一种双变密度盘的互补对称结构，继承了传统 可变衰减器对入射光束连续衰减特性，而且透过率细分精度极大提高，更突出的优点是，对 比于单变密度盘的可变衰减器而言，这种双变密度盘的可变衰减器不会改变光束能量分 布，从而不会增加入射光束能量不均勻性，保证入射光束衰减后质量，显示了特有的优势。1.通过两互补对称分布的变密度盘对入射光调节，避免衰减器引入的光束能量分 布不均问题。2.通过两个独立的伺服控制系统分别控制两个变密度盘，可以实现透过率的进一 步细分，从而提高衰减细分能力。
图1为本发明的系统原理图；图2a和图2b为图1中第一变密度盘和第二变密度盘的结构A向视图；图3变密度盘空间位置关系；图4第一变密度盘透过率分布(顺时针递增)；图5第二变密度盘透过率分布(顺时针递减)。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。如图1和图2a和图2b示出本发明的一种双变密度盘的可变衰减器，由第一编码 器1、第一伺服电机2、第一变密度盘3、第一限位开关4、第一电机轴9、第二变密度盘5、第 二限位开关6、第二伺服电机7、第二编码器8和第二电机轴10组成，第一变密度盘3固定 在第一电机轴9上，第一电机轴9相对于第一编码器1和第一伺服电机2可以相对转动，第 二变密度盘5固定在第二电机轴10上，第二电机轴10相对于第二编码器8和第二伺服电 机7。第一变密度盘3的第一 B扇区32和第二变密度盘5的第二 B扇区52安置在第一 限位开关4和第二限位开关6的槽中，第一变密度盘3与第二变密度盘5同轴且端面平行 布置，第一限位开关4上设置有第一变密度盘3，第二限位开关6上设置有第二变密度盘5， 所述的第一限位开关4和第二限位开关6分别布置在第一变密度盘3和第二变密度盘5的 全透光扇区中，第一伺服电机2的轴和第二伺服电机7的轴分别垂直于第一变密度盘3和 第二变密度盘5的端平面，所述第一变密度盘3和第二变密度盘5分别采用互补对称结构 的变密度盘旋转，入射光通过第一变密度盘3后引起的能量不均勻性会被第二变密度盘5 修正，同时第一变密度盘3的透过率会被第二变密度盘5细分，从而实现较高的能量衰减分 辨力。如图2a和图2b示出双变密度盘的结构图，第一变密度盘3的透过率顺时针渐增 分布包括第一 A扇区31是不透光扇区，第一 B扇区32是全透过扇区，第一 C扇区33是透 过率渐增区，第一 C扇区33的互补对称结构是透过率按顺时针透过率从0%到100%递增。 第二变密度盘5的透过率逆时针渐增分布包括第二 A扇区51是不透光扇区，第二 B扇区 52是全透过扇区，第二 C扇区53是透过率渐变区，第二 C扇区53的互补对称结构是透过率 按逆时针透过率从0%到100%递增。如图3所示，对于宽光束入射的情况下，双变密度盘 结构，相互补偿，避免引入由于透过率渐变而带来的光束能量不均分问题。如图4所示，第一 B扇区32所占的角度为330° -360°，第二 B扇区52所占的 角度为330° -360°，第一 A扇区31所占的角度为300° -330°，第二 A扇区51所占的 角度为300° -330°，第一 C扇区33所占的角度为0° -300°，第二 C扇区53所占的角 度为 0° -300°。第一变密度盘3与第一伺服电机2为同轴，第二变密度盘5与第二伺服电机7为 同轴，同时保证第一伺服电机2和第二伺服电机7为同轴，第一变密度盘3和第二变密度盘 5的全透光扇区为重合布置，且第一变密度盘3和第二变密度盘5的夹角为0°。第一编码 器1与第一伺服电机2为同轴放置，第一电机轴9可以相对于第一编码器1转动，第二编码 器8与第二伺服电机7为同轴放置，第二电机轴10可以相对于第二编码器8转动。第一限 位开关4和第二限位开关6分别作为第一伺服电机2和第二伺服电机7的零位探测，而第 一编码器1和第二编码器8分别精确测量第一伺服电机2和第二伺服电机7的转角。如图4所示，第一变密度盘3的转角变化范围0° -300°，如图5所示第二变密度 盘5的转角变化范围0° -300°，则入射光束通过第一变密度盘3后的透过率为α/300 ；再通过第二变密度盘5后，总的透过率为(α/300)Χ(β/300)。式中α为第一变密度盘3 从0°开始转过的角度，β为第二变密度盘5从0°开始转过的角度。本发明利用两个变密度盘对入射光束衰减，两个变密度盘具有全透光扇区和不透 光扇区，中间环带透过率渐变。两个电机驱动各自变密度盘旋转，任意位置都将在光路中叠 加为一等厚的衰减片，从而不会引入附加的光束不均勻性。此外，第一个变密度盘当前位置 下的透过率会被第二个变密度盘5进一步细分，从而获得较高分辨率的衰减能力。以上所述，仅为本发明中的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在 本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种双变密度盘的可变衰减器，其特征在于该装置包括第一变密度盘C3)和第二 变密度盘( 、第一伺服电机( 和第二伺服电机(7)、第一电机轴(9)和第二电机轴(10)、 第一编码器(1)和第二编码器(8)、第一限位开关(4)和第二限位开关(6)，第一变密度盘 (3)与第二变密度盘(5)同轴且端面平行布置，第一变密度盘C3)上设置有第一限位开关，第二变密度盘(5)上设置有第二限位开关(6)，所述的第一限位开关(4)和第二限位开 关(6)分别布置在第一变密度盘C3)和第二变密度盘(5)的全透光扇区中，第一伺服电机 (2)的轴和第二伺服电机(7)的轴分别垂直于第一变密度盘( 和第二变密度盘(5)的端 平面，所述第一变密度盘C3)和第二变密度盘( 分别采用互补对称结构的变密度盘旋转， 入射光通过第一变密度盘C3)后引起的能量不均勻性会被第二变密度盘( 修正，同时第 一变密度盘(3)的透过率会被第二变密度盘( 细分，从而提高能量衰减分辨力。
2.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第一变密度盘(3)的透过 率顺时针渐增分布包括第一 A扇区(31)是不透光扇区，第一 B扇区(3 是全透过扇区， 第一 C扇区(3 是透过率渐增区，第一 C扇区(3 的互补对称结构是透过率按顺时针透 过率从0%到100%递增。
3.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第二变密度盘(5)的透过 率逆时针渐增分布包括第二 A扇区(51)是不透光扇区，第二 B扇区(5 是全透过扇区， 第二 C扇区(5 是透过率渐变区，第二 C扇区(5 的互补对称结构是透过率按逆时针透 过率从0%到100%递增。
4.根据权利要求2和3所述的可变衰减器，其特征在于所述的第一变密度盘(3)和 第二变密度盘(5)的全透光扇区为重合布置，第一变密度盘C3)和第二变密度盘(5)的端 面间夹角为0°。
5.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第一变密度盘C3)与第一 伺服电机(2)共轴，并且第一变密度盘(3)固定在第一电机轴(9)上。
6.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第二变密度盘( 与第二 伺服电机(7)共轴，并且第二变密度盘(5)固定在第二电机轴(10)上。
7.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第一编码器(1)与第一伺 服电机( 共轴，第一电机轴(9)相对于第一编码器(1)转动。
8.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于所述的第二编码器(8)与第二伺 服电机(7)共轴，第二电机轴(10)可以相对于第二编码器⑶转动。
全文摘要
本发明是一种双变密度盘的可变衰减器，该装置包括第一变密度盘、第二变密度盘、第一伺服电机、第二伺服电机、第一编码器、第二编码器、第一限位开关和第二限位开关，第一电机轴和第二电机轴，利用电机和编码器构成伺服控制系统，分别控制两片互补对称结构的变密度盘旋转，由两片变密度盘当前透过率共同实现对入射光束的定量衰减。本发明提出一种双变密度盘的互补对称结构，继承了传统可变衰减器对入射光束连续衰减特性，而且透过率细分精度极大提高，更突出的优点是，对比于单变密度盘的可变衰减器而言，这种双变密度盘的可变衰减器不会改变光束能量分布，从而不会增加入射光束能量不均匀性，保证入射光束衰减后质量，显示了特有的优势。
文档编号G02B26/08GK102096189SQ20101060546
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者严伟, 徐文祥, 李艳丽, 杨勇, 王建, 胡松, 赵立新, 陈铭勇, 马平 申请人:中国科学院光电技术研究所