一种自动控制光学延时线装置的制作方法

本实用新型涉及光学延时扫描装置技术领域，具体为一种自动控制光学延时线装置。

背景技术：

光学延时扫描装置用于实现两束光之间的延时扫描功能，被广泛应用于光学相干层析成像、太赫兹时域光谱等基于超快时间分辨的光学探测系统中。

目前现有的解决方案1：中国专利公开号CN107390361A公开的一种高速光学延时线性扫描装置，能够实现更高的扫描速率，且具有良好的稳定性和线性度，且缺点是该方案中没有衰减片，不可随意调节光线衰减比例，该方案中没有使用光纤准直器，光耦合效率较低，该方案中对于扇叶型反射镜、四分之一波片、偏振分光镜和电机的装配位置有严格要求，装配难度较大

现有的解决方案2：《中国激光》杂志社期刊《激光与光电子学进展》2017 年第54卷第3期发布的文章《高速高稳定性光学延迟线装置》中，公开了一种光学延迟线装置，用于提高基于渐开线原理的快速光学延迟线(FODL)装置的扫描频率和延迟时间，该方案的缺点是：该方案中没有衰减片，不可随意调节光线衰减比例，该方案中没有使用光纤准直器，光耦合效率较低，该方案中包含的旋转轴、旋转平面反射镜和渐开线曲面反射镜的装配难度较大，从而我们提供一种自动控制光学延时线装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种自动控制光学延时线装置，它具有本方案含有光纤准直器以提高光耦合效率，采用角锥棱镜以降低装配难度，增加衰减片装置使得可以控制光线衰减比例的优点，解决了该方案中没有衰减片，不可随意调节光线衰减比例，该方案中没有使用光纤准直器，光耦合效率较低，该方案中对于扇叶型反射镜、四分之一波片、偏振分光镜和电机的装配位置有严格要求，装配难度较大的问题。

本实用新型为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种自动控制光学延时线装置，包括固定底板，所述固定底板的上表面设有驱动电机机构，所述驱动电机机构的右侧设有光纤固定机构，所述光纤固定机构的上表面设有光线传播系统，所述光纤固定机构的右侧设有前后平移机构，驱动电机机构和前后平移机构通过丝杠连接。

所述驱动电机机构包括步进电机、电机固定底座、手动调节旋钮、电机联轴器，所述固定底板上表面的左侧固定连接有电机固定底座，且电机固定底座的上表面固定连接有步进电机，所述步进电机的左侧面固定连接有手动调节旋钮，所述步进电机的输出端固定连接有电机联轴器，且电机联轴器远离步进电机的一端贯穿电机固定底座并延伸至电机固定底座的右侧，所述电机联轴器的内圈固定连接有丝杠。

进一步的，所述前后平移机构包括第一限位板、直线导轨、滑块、支撑板、螺母、角锥棱镜固定座、角锥棱镜外壳、限位杆和第二限位板，所述固定底板上表面的中部固定连接有第一限位板，所述第一限位板的右侧固定连接有直线导轨，且直线导轨的底面与固定底板的上表面，所述直线导轨的上表面卡接有滑块，且滑块的上表面固定连接有支撑板，所述支撑板的左侧面固定连接有螺母，所述支撑板的上表面固定连接有角锥棱镜固定座，所述角锥棱镜固定座的上表面固定连接有角锥棱镜外壳，所述丝杠的一端依次贯穿螺母、支撑板与角锥棱镜固定座并延伸至角锥棱镜固定座的右侧，且丝杠与螺母螺纹连接。

通过采用上述技术方案，通过步进电机控制电机联轴器，由电机联轴器控制丝杠旋转，丝杠控制螺母旋转，螺母带动滑块在直线导轨上沿水平方向移动，从而改变角锥棱镜的位置。

进一步的，所述光纤固定机构包括光纤支撑架、光纤固定槽、衰减片、衰减片固定板、第一光纤准直器、第二光纤准直器和角锥棱镜，所述固定底板的上表面固定连接有光纤支撑架，且光纤支撑架位于电机固定底座的右侧，所述光纤支撑架的上表面固定连接有光纤固定槽所述光纤固定槽的上表面卡接有第一光纤准直器与第二光纤准直器，所述光纤支撑架右侧面的上部固定连接有衰减片固定板，所述衰减片固定板的内圈固定连接有衰减片，所述角锥棱镜外壳的内圈固定连接有角锥棱镜。

通过采用上述技术方案，降低装配难度采用角锥棱镜作为反射镜，角锥棱镜是一种特殊的棱镜，它可以保证无论光线以何种角度入射，出射光线都可以保证与入射光线平行。

进一步的，所述光线传播系统包括第一光线、第二光线和第三光线，所述光线通过第一光纤准直器输出第一光线，且第一光线通过衰减片输出第二光线，所述第二光线通过角锥棱镜输出平行于第二光线的第三光线，且第三光线传播至第二光纤准直器。

通过采用上述技术方案，能够有效保持第一光线与第二光线位于同一水平高度，便于后续的使用工作，降低后期调试难度。

进一步的，所述固定底板上表面固定连接有第二限位板，且第二限位板的左侧面与直线导轨的右侧面相接触。

通过采用上述技术方案，通过设置第二限位板，能够防止滑块一直移动直接从直线导轨上滑出，提高了滑块的限位效果，增加了第二限位板的使用效果。

进一步的，所述角锥棱镜固定座右侧面的底部固定连接有限位杆，且限位杆位于直线导轨的正面。

通过采用上述技术方案，通过设置限位杆，能够增加角锥棱镜固定座的限位性，避免了角锥棱镜固定座一直移动产生偏移的状况，提高了限位杆的使用效果。

与现有技术相比，该自动控制光学延时线装置具备如下有益效果：

1、本实用新型通过设置光纤固定机构，采用一端衰减，一端直通的方式，使得衰减比例可以得到精确控制，光纤固定机构中设计的衰减片固定板可以使衰减片的更换非常方便，以达到任意调节衰减比例的目的，通过设置角锥棱镜，角锥棱镜可以保证无论光线以何种角度入射，出射光线都能够与入射光线保持平行，这样就使得在整个设计中对两个光纤准直器的位置要求不是非常严苛，使得延时线装置易于装配，从而提高量产效率。

2、本实用新型通过设置第二限位板，能够防止滑块一直移动直接从直线导轨上滑出，提高了滑块的限位效果，增加了第二限位板的使用效果，通过设置限位杆，能够增加角锥棱镜固定座的限位性，避免了角锥棱镜固定座一直移动产生偏移的状况，提高了限位杆的使用效果，光纤支撑架和光纤固定槽之间有精密垫片，通过精密垫片可以调整光纤准直器的高度。

附图说明

图1为本实用新型结构固定底板正视图；

图2为本实用新型固定顶板俯视图；

图3为本实用新型光纤支撑架侧视图；

图4为本实用新型光线传播系统工作原理图。

图中：1-固定底板，2-驱动电机机构，3-前后平移机构，4-光纤固定机构， 5-光线传播系统，6-丝杠，201-手动调节旋钮，202-步进电机，203-电机固定底座，204-电机联轴器，301-第一限位板，302-直线导轨，303-螺母，304-滑块，305-支撑板，306-角锥棱镜外壳，307-角锥棱镜固定座，308-限位杆，309- 第二限位板，401-光纤固定槽，402-光纤支撑架，403-第一光纤准直器，404- 第二光纤准直器，405-衰减片固定板，406-角锥棱镜，407-衰减片，501-第一光线，502-第二光线，503-第三光线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种自动控制光学延时线装置，包括固定底板1，固定底板1的上表面设有驱动电机机构2，驱动电机机构 2的右侧设有光纤固定机构4，光纤固定机构4的上表面设有光线传播系统5，光纤固定机构4的右侧设有前后平移机构3，驱动电机机构2和前后平移机构3 通过丝杠6连接。

驱动电机机构2包括步进电机202、电机固定底座203、手动调节旋钮201 和电机联轴器204，固定底板1上表面的左侧固定连接有电机固定底座203，且电机固定底座203的上表面固定连接有步进电机202，步进电机202是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛，步进电机202的左侧面固定连接有手动调节旋钮 201，步进电机202的输出端固定连接有电机联轴器204，且电机联轴器204远离步进电机202的一端贯穿电机固定底座203并延伸至电机固定底座203的右侧，电机联轴器204的内圈固定连接有丝杠6。

进一步的，前后平移机构3包括第一限位板301、直线导轨302、滑块304、支撑板305、螺母303、角锥棱镜固定座307、角锥棱镜外壳306、限位杆308 和第二限位板309，固定底板1上表面的中部固定连接有第一限位板301，第一限位板301的右侧固定连接有直线导轨302，且直线导轨302的底面与固定底板 1的上表面，直线导轨302的上表面卡接有滑块304，且滑块304的上表面固定连接有支撑板305，支撑板305的左侧面固定连接有螺母303，支撑板305的上表面固定连接有角锥棱镜固定座307，角锥棱镜固定座307的上表面固定连接有角锥棱镜外壳306，丝杠6的一端依次贯穿螺母303、支撑板305与角锥棱镜固定座307并延伸至角锥棱镜固定座307的右侧，且丝杠6与螺母303螺纹连接，通过步进电机202控制电机联轴器204，由电机联轴器204控制丝杠6旋转，丝杠6控制螺母303旋转，螺母303带动滑块304在直线导轨302上沿水平方向移动，从而改变角锥棱镜406的位置。

进一步的，光纤固定机构4包括光纤支撑架402、光纤固定槽401、衰减片 407、衰减片固定板405、第一光纤准直器403、第二光纤准直器404和角锥棱镜406，固定底板1的上表面固定连接有光纤支撑架402，且光纤支撑架402位于电机固定底座203的右侧，光纤支撑架402的上表面固定连接有光纤固定槽 401光纤固定槽401的上表面卡接有第一光纤准直器403与第二光纤准直器404，光纤支撑架402右侧面的上部固定连接有衰减片固定板405，衰减片固定板405 的内圈固定连接有衰减片407，角锥棱镜外壳306的内圈固定连接有角锥棱镜 406，降低装配难度采用角锥棱镜406作为反射镜，角锥棱镜406是一种特殊的棱镜，它可以保证无论光线以何种角度入射，出射光线都可以保证与入射光线平行。

进一步的，光线传播系统5包括第一光线501、第二光线502和第三光线 503，光线通过第一光纤准直器403输出第一光线501，且第一光线501通过衰减片407输出第二光线502，第二光线502通过角锥棱镜406输出平行于第二光线502的第三光线503，且第三光线503传播至第二光纤准直器404，能够有效保持第一光线501与第二光线502位于同一水平高度，便于后续的使用工作，降低后期调试难度。

进一步的，固定底板1上表面固定连接有第二限位板309，且第二限位板 309的左侧面与直线导轨302的右侧面相接触，通过设置第二限位板309，能够防止滑块304一直移动直接从直线导轨302上滑出，提高了滑块304的限位效果，增加了第二限位板309的使用效果。

进一步的，角锥棱镜固定座307右侧面的底部固定连接有限位杆308，且限位杆308位于直线导轨302的正面，通过设置限位杆308，能够增加角锥棱镜固定座307的限位性，避免了角锥棱镜固定座307一直移动产生偏移的状况，提高了限位杆308的使用效果。

工作原理：通过已知光程差计算可得到步进电机202旋转的精准圈数，步进电机202收到脉冲信号后转动从而带动电机联轴器204旋转，由电机联轴器 204控制丝杠6旋转，丝杠6控制螺母303旋转，螺母303带动滑块304在直线导轨302上沿水平方向移动，从而改变角锥棱镜406的位置，角锥棱镜406的位置改变导致光程改变，最终起到光线延时作用。

在本实用新型的描述中，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。