专利名称:激光光强稳定装置的制作方法
本实用新型涉及一种激光光强稳定装置，特别是采用透过率可连续变化的变光密度盘作为光衰减元件。
现有的激光光强稳定装置，是由光衰减元件、取样片、光电变换器、比较电路和驱动机构组成的。日本公开特许公报(昭57－6083)发明了一种激光光源稳定化装置，其特征是在激光输出光路中插入起偏器、法拉弟旋转器和检偏器，它根据激光光强波动，自动控制法拉弟旋转器的磁场大小，来改变激光偏振面的角度，使通过检偏器后的激光光强达到稳定。该装置的结构和工艺都比较复杂，造价高，不适于推广使用。
本实用新型的任务是提供一种结构简单的激光光强稳定装置，它采用透过率可连续变化的变光密度盘作为光衰减元件代替上述的“法拉弟转转器”，根据激光光强变化自动控制其衰减量，从而达到稳定激光光强的目的。
本实用新型的任务是这样完成的该装置由以下几个部分组成如图1所示，变光密度盘(2)、步进电动机(3)、取样片(4)、干涉滤色片(6)、探测器(7)、予放级(8)、基准信号(9)、比较级(10)、放大级(11)、门电路(12)、环形分配器(13)、时钟信号发生器(14)、功放级(15)。激光管输出光速通过透过率可连续变化的变光密度盘，通过取样电路和控制电路控制小型步进电动机，再由步进电动机控制变光密度盘的旋转方向和转动角度。当激光输出光强增大时，变光密度盘向透过率小的方向旋转，当激光输出光强减小时，变光密度盘向透过率大的方向旋转，从而使通过变光密度盘后的激光光强的稳定度提高一个数量级以上。
本装置的优点是体积小、线路简单、插入损耗小、成本低、使用方便。测试结果表明对于激光功率从0.5Mw－5Mw、稳定度高于10％的He－Ne激光管，经本装置后，激光光强的稳定度可高于±0.3－0.5％，平均插入损耗小于20％。
如下图1为本装置的原理框图。
其中1－未经稳定的激光束；2－透过率可连续变化的变光密度盘；3－步进电动机；4－取样片；5－稳定后的输出激光束；6－干涉滤色片(中心波长λ＝6328
)；7－探测器；8－予放级；9－基准信号；10－比较级；11－放大级；12－门电路；13－环形分配器；14－时钟信号发生器；
15－功放级。
图2为本装置的电路原理图(虚线框的阿拉伯数字序号与图1所示相同)。
图3为本装置中变光密度盘光学结构图。
图4为本装置中变光密度盘与步进电动机的装配图。
其中1－步进电动机压圈；2－步进电动机；3－步进电动机固定架；4－固定机构；5－锥端螺钉；6－变光密度盘；7－垫圈；8－螺母；9－垫圈；10－螺钉；11－本装置的固定底板。
从激光管输出的不稳定的激光束(1)，穿过可变衰减的变光密度盘(2)；变光盘透过率沿园周从75％－95％线性变化(见图3)；再经透过率为98％，反射率为2％的取样片(4)，取出小部分光强作为取样光，加到探测器(7)中转换成电信号。该取样信号经放大倍数为20的IC1予放级(8)放大，随后加到IC2比较级(10)的一端，比较级(10)的另一端加上由R8、C4以及稳压二极管D2所构成的基准信号(9)，基准信号电压稳定度高于10－4调节电位器W2使加到比较级输入端的基准信号大小与取样信号的平均值基本一致。从比较级(10)输出的信号就是激光光强变化部分的信号，此信号再经放大倍数为100的IC3放大级(11)放大，然后再通过D4、D5、BG1、BG2组成的或门和D6、D7、BG3组成的非门，控制IC4环形分配器(13)的禁止端；同时通过BG4组成的非门，控制环形分配器(13)的模式控制端；由单结晶体管BG5构成的时钟信号(14)加到环形分配器(13)的时钟输入端。环形分配器(13)在上述三个控制端的信号作用下，根据激光光强高于或低于其平均值变化的情况按顺时针方向或反时针方向循环进位。环形分配器(13)的三个输出端分别加到由BG7－BG12组成的三个功放级(15)，最后驱动步进电动机(3)顺时针或反时针方向旋转，带动变光密度盘(2)旋转。
变光密度盘是用普通光学玻璃材料研磨成的圆盘，圆盘直径为60毫米，厚度为2毫米，中心有一个直径为8毫米的圆孔，根据透过率要求在圆盘的一面沿圆周方向蒸镀一层厚度渐变的薄膜，薄膜层材料为镍、铬、铁熔炼成的合金。
变光密度盘与步进电动机的装配如图4所示，首先把变光密度盘的中心孔套在固定机构(4)上用螺母(8)固定，然后把步进电动机(2)的轴插进固定机构(4)内的配合通孔，再用锥端紧固螺钉(5)固定，步进电动机用固定架(3)固定，最后用螺钉(10)把此装置固定在底板(11)上。
权利要求
1.一种插入激光光路中的光强稳定装置，该装置是由光衰减元件、取样片、光电变换器、比较电路和驱动机构组成，其特征是用透过率可连续变化的变光密度盘作为光衰减元件，变光密度盘是中心有一个小圆孔的园盘，该圆盘的中心孔套在配置的固定机构上，此固定机构内设有与小型步进电动机轴配合的通孔和紧固件。
2.根据权利要求
1所述的装置，其特征是变光密度盘用普通光学玻璃材料制成的。
3.根据权利要求
2所述的装置，其特征是变光密度盘的一面根据透过率要求蒸镀一层厚度渐变的薄膜。
4.根据权利要求
3所述的装置，其特征是变光密度盘一面蒸镀的薄膜层材料为镍、铬、铁熔炼成的合金。
专利摘要
本实用新型是关于激光光强稳定装置，它是采用透过率可连续变化的变光密度盘作为光衰减元件，用小型步进电机作为驱动机构控制该光盘的旋转方向和转动角度。根据激光光强变化精确的控制激光光强的衰减量，从而达到稳定激光光强的目的。本装置体积小、线路简单、插入损耗小、成本低、使用方便，适用于需要稳定的激光光强实验装置和激光仪器。
文档编号H01S3/13GK87207366SQ87207366
公开日1988年9月7日 申请日期1987年7月31日
发明者陈宣兆, 陈德瑛, 杜冰莹, 黄德康, 郑榕芳 申请人:福建省光学技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan