专利名称：激光束横向光强分布扫描仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光束横向光强分布扫描装置，属于电子测量仪表类。
现有激光束横向光强分布测量仪采用步进电机沿垂直于激光束方向移动，通过一个小孔光阑后置一探测器来测量光束横向光强分布，并通过一个X－Y画图仪来输出测量结果。这种方法可测量连续激光光束横向光强分布，且成本低。但速度慢不能实现即时观察与测量。且因速度慢，所测光强分布为非同一截面的光强分布，光强分布图两点间值时间差较大，因而误差较大。
本实用新型的目的就是为了避免现有技术不足之处，而提供一种连续激光束横截面光强分布的快速扫描，实现即显即测输出方式并可同时测量激光束光束半径和实现激光腔的动态调整的激光束横截面光强分布扫描仪。
本实用新型的原理如下当激光束入射到转镜上时，由于转镜的偏转，将入射激光反射偏转扫过小孔光阑，小孔光阑后的探测器接收到光束横向截面的光通量，可获得光束强度分布。扫描线位置可通过调节转镜的倾斜角来改变，使扫描线扫过光束横截面的中心直径。为防止当转镜垂直于入射光束时，反射光反馈入激光腔内，转镜和垂直方向置一小角。即转镜中心和小孔光阑孔及探测器中心连线与水平线有一小夹角约1°～5°。
探测器输出信号接入示波器显示。由于示波器扫描线扫描速度往往与光线扫描速度不一致，(光线扫描速度是马达转速的两倍)。为获得示波器上显示较稳定图象，在转镜下部同轴安置一个转盘，转盘侧面有一小孔，转盘下方固定一小光源，转盘上方有一光电二极管，当转盘小孔转至光电二极管处时，光电二极管输出一个脉冲信号，此脉冲信号通过整形和延时电路输入示波器作为内触发信号。在示波器显示屏上获得光强分布的较稳定图象。通过改变同步信号脉冲的延迟时间，来调节图象在示波器显示屏上的位置。用上述方法实现观察和测量光束强度分布及实现谐振腔的动态调整。
光束半径的测量是用下述方法得到的，由于在镜面上反射光束偏转角度是转镜转角的两倍，当知道了转镜中心到探测器中心的距离后，可得光束的直径为D＝ (τ)/(T) 2πl.l为转镜中心到探测器中心的距离，τ为光束强度分布在示波器上显示的时间宽度。T为反射光束转一周所需时间(其为马达转一周所需时间的二分之一)。
由于采用同步脉冲作为内触发信号，在示波器上我们可读到相邻两次触发脉冲的时间间隔即为马达转一周所需时间，就可知T，因而光束半径0.5×D。
图1.1 光束强度分布扫描仪结构示意图图1.2 A－A剖面图图1.3 B－B剖面图1.探测器外壳前顶紧螺丝2.探测器外壳后空心顶紧螺丝3.探测器外壳右顶紧螺丝4.探测器外壳左顶紧螺丝，中心带一直径为φ0.5mm的微孔即小孔光阑。
5.探测器外壳
6.转镜7.转镜架8.转盘9.转盘与马达转轴的紧固螺丝10.偏转外壳11.马达12.转轴顶紧螺丝13.马达偏转螺丝14.马达偏转拉簧固定螺丝15.马达偏转拉簧16.激光束入口17.小灯泡18.小灯泡固定螺丝19.小灯泡光出口20.转盘小孔21.光电二极管22.探测器信号输出端口23.光电二极管脉冲信号输出端口24.直流电源供电五芯端头25.测量仪外壳后盖26.测量仪外壳上盖27.测量仪外壳28.偏转外壳直孔图2 工作原理图29.入射激光束6.转镜8.转盘30.取样小孔17.小灯泡21.光电二极管11.马达31.小孔光阑32.探测器33.示波器34.同步信号整形和延时电路35.探测器控制电源36.同步信号及马达电源图3 同步信号整形和延时电路电原理图图4 五芯电源线插头座(1).6V输入(2).0～12V输入(3).＋15V输入(4).－15V输入
(5).地线本实用新型用以下的方法实施看图1、图3、图4。
它有机壳、线路板、探测器、小孔光阑、电源线等组成。转镜和转盘固定在马达转轴上转动，转盘侧面有一小孔20，同步信号光源是小灯泡17，靠空心螺丝18固定在偏转外壳10的直孔28内，通过偏转外壳10的小孔19向外发光，小孔19正对面是光电二极管21，偏转外壳10靠两转轴顶紧螺丝12顶紧，仅能绕转轴12转动。由螺丝13和拉簧15来控制马达的偏转角，即转镜的偏转角以调整光束横截面扫过小孔光阑的扫描线。马达固定在偏转外壳内。转镜和转盘一起转动时，当转盘上的小孔20转至偏转外壳上的小孔19处，并离开时，光电二极管的输出为一脉冲，经端头23输出，通过整形和延迟电路，输入示波器作为内触发信号，即同步信号。激光探测器由热释电探测器和放大器组成，由±15V供电，其输出接触头22输入示波器，激光探测器可以用HRD－1C热释电探测器，探测器装入金属外壳内，由顶紧螺丝1、2、3和4固定，其中紧固螺丝2是空心的，以便探测器放大器电源线和探测器输出线通过。紧固螺丝4中心有一微孔构成小孔光阑，让光束通过，探测器是侧面安置接收面的，转镜6的中心，小孔光阑31及探测器32的中心连线与水平线有1°～5°的小夹角。五芯端头24是直流电源输入端其接头如图4所示。其中(1)是6V输入。用于小灯泡和整形延迟电路。(2)是12V输入，用于马达。(3)(4)±15V输入。用于探测器放大器。(5)地线。
本实用新型可实现即时显示强度分布形状，可边调整激光腔，边监测光束强度分布和横向模式。测量光束光班直径误差为0.1mm，积分误差小，可测激光器谐振腔受热应力变化时，输出横向模式的变化。
权利要求1.一种扫描仪，有机壳、线路板、探测器、小孔光阑、电源线等组成，其特征是转镜6和转盘8一同固定在马达11的转轴上，转盘侧面有一小孔20，同步信号光源小灯泡17靠固定螺丝18固定在偏转外壳10的直孔28内，通过偏转外壳10的小孔19向外发光，小孔19正对面是光电二极管21。偏转外壳10靠两转轴顶紧螺丝12顶紧，仅能绕转轴12转动，由螺丝13和拉簧15来控制马达的偏转角，马达固定在偏转外壳内，光电二极管21输出脉冲经端头23输出，通过整形和延迟电路输入示波器作为内触发信号，探测器输出接端头22输入示波器；激光探测器装入金属外壳内由顶紧螺丝1、2、3和4固定，其中紧固螺丝2是空心的。
2.按照权利要求1所述的扫描仪，其特征是转镜6的中心、小孔光阑31及探测器32的中心连线与水平线有1°～5°的小夹角。
专利摘要本实用新型涉及激光束横向光强分布扫描仪，属于电测量仪表类。它有激光束入射到转镜，入射激光反射偏转扫过小孔光阑，使探测器接收到光束强度的分布，接入示波器。由于转镜和转盘同轴马达转轴，同步信号光源通过取样小孔使光电二极管产生的脉冲信号通过整形和延时电路输入示波器作为内触发信号，从而使示波器获得较稳定的光强分布。用本扫描仪可实现即显即测激光束强度，可测量光束半径和激光腔的动态调整激光束横截面光强分布扫描仪。
文档编号G01J1/00GK2088243SQ9120513
公开日1991年11月6日 申请日期1991年4月5日 优先权日1991年4月5日
发明者辛建国, 臧二军, 魏光辉 申请人:北京理工大学