專利名稱:激光光強(qiáng)穩(wěn)定裝置的制作方法
本實用新型涉及一種激光光強(qiáng)穩(wěn)定裝置，特別是采用透過率可連續(xù)變化的變光密度盤作為光衰減元件。
現(xiàn)有的激光光強(qiáng)穩(wěn)定裝置，是由光衰減元件、取樣片、光電變換器、比較電路和驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成的。日本公開特許公報(昭57－6083)發(fā)明了一種激光光源穩(wěn)定化裝置，其特征是在激光輸出光路中插入起偏器、法拉弟旋轉(zhuǎn)器和檢偏器，它根據(jù)激光光強(qiáng)波動，自動控制法拉弟旋轉(zhuǎn)器的磁場大小，來改變激光偏振面的角度，使通過檢偏器后的激光光強(qiáng)達(dá)到穩(wěn)定。該裝置的結(jié)構(gòu)和工藝都比較復(fù)雜，造價高，不適于推廣使用。
本實用新型的任務(wù)是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的激光光強(qiáng)穩(wěn)定裝置，它采用透過率可連續(xù)變化的變光密度盤作為光衰減元件代替上述的“法拉弟轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)器”，根據(jù)激光光強(qiáng)變化自動控制其衰減量，從而達(dá)到穩(wěn)定激光光強(qiáng)的目的。
本實用新型的任務(wù)是這樣完成的該裝置由以下幾個部分組成如圖1所示，變光密度盤(2)、步進(jìn)電動機(jī)(3)、取樣片(4)、干涉濾色片(6)、探測器(7)、予放級(8)、基準(zhǔn)信號(9)、比較級(10)、放大級(11)、門電路(12)、環(huán)形分配器(13)、時鐘信號發(fā)生器(14)、功放級(15)。激光管輸出光速通過透過率可連續(xù)變化的變光密度盤，通過取樣電路和控制電路控制小型步進(jìn)電動機(jī)，再由步進(jìn)電動機(jī)控制變光密度盤的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)動角度。當(dāng)激光輸出光強(qiáng)增大時，變光密度盤向透過率小的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)激光輸出光強(qiáng)減小時，變光密度盤向透過率大的方向旋轉(zhuǎn)，從而使通過變光密度盤后的激光光強(qiáng)的穩(wěn)定度提高一個數(shù)量級以上。
本裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小、線路簡單、插入損耗小、成本低、使用方便。測試結(jié)果表明對于激光功率從0.5Mw－5Mw、穩(wěn)定度高于10％的He－Ne激光管，經(jīng)本裝置后，激光光強(qiáng)的穩(wěn)定度可高于±0.3－0.5％，平均插入損耗小于20％。
如下圖1為本裝置的原理框圖。
其中1－未經(jīng)穩(wěn)定的激光束；2－透過率可連續(xù)變化的變光密度盤；3－步進(jìn)電動機(jī)；4－取樣片；5－穩(wěn)定后的輸出激光束；6－干涉濾色片(中心波長λ＝6328
)；7－探測器；8－予放級；9－基準(zhǔn)信號；10－比較級；11－放大級；12－門電路；13－環(huán)形分配器；14－時鐘信號發(fā)生器；
15－功放級。
圖2為本裝置的電路原理圖(虛線框的阿拉伯?dāng)?shù)字序號與圖1所示相同)。
圖3為本裝置中變光密度盤光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本裝置中變光密度盤與步進(jìn)電動機(jī)的裝配圖。
其中1－步進(jìn)電動機(jī)壓圈；2－步進(jìn)電動機(jī)；3－步進(jìn)電動機(jī)固定架；4－固定機(jī)構(gòu)；5－錐端螺釘；6－變光密度盤；7－墊圈；8－螺母；9－墊圈；10－螺釘；11－本裝置的固定底板。
從激光管輸出的不穩(wěn)定的激光束(1)，穿過可變衰減的變光密度盤(2)；變光盤透過率沿園周從75％－95％線性變化(見圖3)；再經(jīng)透過率為98％，反射率為2％的取樣片(4)，取出小部分光強(qiáng)作為取樣光，加到探測器(7)中轉(zhuǎn)換成電信號。該取樣信號經(jīng)放大倍數(shù)為20的IC1予放級(8)放大，隨后加到IC2比較級(10)的一端，比較級(10)的另一端加上由R8、C4以及穩(wěn)壓二極管D2所構(gòu)成的基準(zhǔn)信號(9)，基準(zhǔn)信號電壓穩(wěn)定度高于10－4調(diào)節(jié)電位器W2使加到比較級輸入端的基準(zhǔn)信號大小與取樣信號的平均值基本一致。從比較級(10)輸出的信號就是激光光強(qiáng)變化部分的信號，此信號再經(jīng)放大倍數(shù)為100的IC3放大級(11)放大，然后再通過D4、D5、BG1、BG2組成的或門和D6、D7、BG3組成的非門，控制IC4環(huán)形分配器(13)的禁止端；同時通過BG4組成的非門，控制環(huán)形分配器(13)的模式控制端；由單結(jié)晶體管BG5構(gòu)成的時鐘信號(14)加到環(huán)形分配器(13)的時鐘輸入端。環(huán)形分配器(13)在上述三個控制端的信號作用下，根據(jù)激光光強(qiáng)高于或低于其平均值變化的情況按順時針方向或反時針方向循環(huán)進(jìn)位。環(huán)形分配器(13)的三個輸出端分別加到由BG7－BG12組成的三個功放級(15)，最后驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)(3)順時針或反時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動變光密度盤(2)旋轉(zhuǎn)。
變光密度盤是用普通光學(xué)玻璃材料研磨成的圓盤，圓盤直徑為60毫米，厚度為2毫米，中心有一個直徑為8毫米的圓孔，根據(jù)透過率要求在圓盤的一面沿圓周方向蒸鍍一層厚度漸變的薄膜，薄膜層材料為鎳、鉻、鐵熔煉成的合金。
變光密度盤與步進(jìn)電動機(jī)的裝配如圖4所示，首先把變光密度盤的中心孔套在固定機(jī)構(gòu)(4)上用螺母(8)固定，然后把步進(jìn)電動機(jī)(2)的軸插進(jìn)固定機(jī)構(gòu)(4)內(nèi)的配合通孔，再用錐端緊固螺釘(5)固定，步進(jìn)電動機(jī)用固定架(3)固定，最后用螺釘(10)把此裝置固定在底板(11)上。
權(quán)利要求
1.一種插入激光光路中的光強(qiáng)穩(wěn)定裝置，該裝置是由光衰減元件、取樣片、光電變換器、比較電路和驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，其特征是用透過率可連續(xù)變化的變光密度盤作為光衰減元件，變光密度盤是中心有一個小圓孔的園盤，該圓盤的中心孔套在配置的固定機(jī)構(gòu)上，此固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有與小型步進(jìn)電動機(jī)軸配合的通孔和緊固件。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是變光密度盤用普通光學(xué)玻璃材料制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征是變光密度盤的一面根據(jù)透過率要求蒸鍍一層厚度漸變的薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征是變光密度盤一面蒸鍍的薄膜層材料為鎳、鉻、鐵熔煉成的合金。
專利摘要
本實用新型是關(guān)于激光光強(qiáng)穩(wěn)定裝置，它是采用透過率可連續(xù)變化的變光密度盤作為光衰減元件，用小型步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制該光盤的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)動角度。根據(jù)激光光強(qiáng)變化精確的控制激光光強(qiáng)的衰減量，從而達(dá)到穩(wěn)定激光光強(qiáng)的目的。本裝置體積小、線路簡單、插入損耗小、成本低、使用方便，適用于需要穩(wěn)定的激光光強(qiáng)實驗裝置和激光儀器。
文檔編號H01S3/13GK87207366SQ87207366
公開日1988年9月7日 申請日期1987年7月31日
發(fā)明者陳宣兆, 陳德瑛, 杜冰瑩, 黃德康, 鄭榕芳 申請人:福建省光學(xué)技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan