НАСАДКА НА ДИОПТРИЙНУЮ ТРУБКУ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЛАЗ НАСТРОЙЩИКОВ ЛАЗЕРОВ Российский патент 1996 года по МПК G02B27/62 G02B27/48 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к устройствам для настройки газовых лазеров.

Известно устройство для юстировки газовых лазеров, содержащее оптический блок, включающий светофильтр.

Недостатком такого устройства возможность поражения газа настройщика при настройке резонатора газового лазера, в котором одно из зеркал не плоское.

Задача изобретения обеспечение защиты глаз настройщика резонаторов газовых лазеров.

Задача решается тем, что в оптический блок, включающий светофильтр, содержащийся в насадке не диоптрийную трубку для защиты глаз настройщиков лазеров, введен светоделительный кубик, установленный перед светофильтром, за которым последовательно установлены поляризатор, диафрагма и светорассеивающий элемент, вокруг которого установлено диффузно-отражающее кольцо с конусообразной поверхностью, центр которого расположен на оптической оси устройства, а над верхней гранью светоделительного кубика под углом 45^о к ней установлена зеркальная поверхность, причем светофильтр выполнен узкополосным, отражающим на длине волны генерации лазера.

Предлагаемая насадка за счет дополнительно включенных в нее элементов и их расположения позволяет надежно защитить глаза настройщиков и обеспечивает возможность регистрировать момент возникновения генерации излучения газовых лазеров и настраивать резонатор по "кольцам".

На чертеже показана принципиальная схема насадки.

Насадка на диоптрийоную трубку содержит делительный кубик 1 с верхней гранью 2 и диагональной гранью 3, узкополосный отраженный интерференционный светофильтр 4, поляризатор 5, диафрагму 6, рассеивающий элемент 7. Над делительным кубиком 1 под углом 45^о с его верхней гранью 2 расположена зеркальная поверхность 8. За диафрагмой 6 расположено диффузно-отражающее кольцо 9 с конусообразной внутренней поверхностью 10, которая имеет изменяющийся коэффициент поглощения. Центр кольца 9 находится на одной линии 11 (оптическая ось) с центрами делительного кубика, светофильтра 4 и поляризатора 5. Рассеивающий элемент 7 находится внутри кольца 9. Все элементы насадки находятся в корпусе 12.

Насадка на диоптрийную трубку работает следующим образом.

Свет, генерируемый лазером, попадает на делительный кубик 1 и частично отражается от его диагональной грани 3, попадает на зеркальную поверхность 8. Отразившиеся от поверхности 8 лазерные лучи попадают на конусообразную внутреннюю поверхность 10 диффузно-отражающего кольца 9. Переменный коэффициент поглощения получается за счет различной степени зачернения внутренней поверхности 10. Отраженное и ослабленное в нужное число раз излучение попадает затем на рассеивающий элемент 7. Рассеянное элементом 7 излучение частично попадает в глаз настройщику и сигнализирует ему о появлении генерации лазера.

Суммарное ослабление лазерного излучения за счет рассеяния и поглощения их поверхностью 10 и элементом 7 должно обеспечить необходимую безопасность глаз настройщика лазеров, т.е. сигнализирующее излучение о начале генерации лазера не должно превышать установленной санитарной нормы 10^-6 Вт/см².

При производстве насадки величина этого излучения контролируется откалиброванным фотоэлементом.

Рассеивающий элемент расположен на фоне черной диафрагмы 6 для контрастности. Другая доля лазерных лучей проходит через делительный кубик 1 и отражается от узкополосного отражающего интерференционного светофильтра 4 обратно, таким образом, прямое лазерное излучение в глаз настройщика не попадает. Свечение же плазмы в капилляре и изображение темных колец свободно проходит через узкополосный отражающий светофильтр 4, что и позволяет настройщику проводить настройку лазерного резонатора по "кольцам".

В качестве делительного кубика 1 может быть использован стандартный делительный кубик из стекла К-8, на диагональную грань 3 которого нанесено частично отражающее свет металлическое или диэлектрическое покрытие, например алюминиевое.

В качестве узкополосного отражающего интерференционного светофильтра 4 используют стандартный светофильтр, отражающий на длине волны генерации и пропускающий свет в других областях спектра.

В качестве поляризатора 5 используют стандартный пленочный поляризатор.

В качестве рассеивающего элемента 7 используют пластинку с полированными поверхностями, расположенными перпендикулярно оптическим осям 11, и матовыми боковыми поверхностями, например стеклянную.

В качестве зеркальной поверхности 8 используют полированный металл, например алюминий.

В качестве внутренней поверхности 10 кольца 9 используют слой лака с мелкодисперсным графитом различной концентрации.

В качестве корпуса 12 используют трубу из пластмассы, металлов, дерева.

В таблице приведены характеристики и показатели предлагаемой насадки при настройке резонаторов газовых лазеров типа ИЛГИ-101 на парах меди, ЛГ-126, ЛГ-38, ЛГН-503 (примеры 1-6), а также характеристики и показатели насадки-прототипа (примеры 7, 8). За 100% рабочего времени принято время настройки лазера с помощью насадки-прототипа.

Как видно из данных, приведенных в таблице, предлагаемая насадка (пример 1-4) позволяет точное определить момент появления генерации излучения при полной защите глаз от поражения. При уменьшении ширины полосы отражения на длине генерации лазеров узкополосного отражающего интерференционного светофильтра (пример 5) часть излучения лазера проходит через светофильтр. При этом глаз настройщика поражается. Гашение лазерного излучения должно соответствовать величине установленной санитарной нормы 10^-6 Вт/см². Увеличение коэффициента отражения диффузно-отражающего кольца (пример 6) также приводит к поражению глаза, так как отраженное лазерное излучение, превышающее величину санитарной нормы, может попасть в глаз настройщику.

При настройке газовых лазеров с помощью насадки-прототипа настройка либо вообще не возможна (пример 7) из-за отсутствия возможности регистрации генерации, либо имеет место поражение глаза настройщика (пример 8).

Предлагаемая насадка по сравнению с насадкой-прототипом позволяет быстро настраивать газовые лазеры (экономия рабочего времени составляет 20%) при полной защите глаз настройщиков. Особое удобство состоит в возможности настройки лазеров на любую мощность излучения с помощью одной и той же насадки.

Использование: при настройке лазеров. Сущность изобретения: насадка содержит светоделительный кубик, от диагональной поверхности которого часть светового потока от лазера отражается на зеркальную поверхность, а затем на конусообразную внутреннюю поверхность зачерненного диффузно-отражающего кольца, после чего попадает на рассеивающий элемент и наблюдается настройщиком. При этом часть светового потока от лазера, прошедшая светоделительный кубик, попадает на узкополосный отражающий на длине волны генерации лазера фильтр и отражается обратно. 1 ил., 1 табл.

НАСАДКА НА ДИОПТРИЙНУЮ ТРУБКУ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЛАЗ НАСТРОЙЩИКОВ ЛАЗЕРОВ, содержащая оптический блок, включающий светофильтр, отличающаяся тем, что в оптический блок введен светоделительный кубик, установленный перед светофильтром, за которым последовательно установлены поляризатор, диафрагма и светорассеивающий элемент, вокруг которого установлено диффузно-отражающее кольцо с конусообразной поверхностью, центр которого расположен на оптической оси устройства, а над верхней гранью светоделительного кубика под углом 45^o к ней установлена зеркальная поверхность, причем светофильтр выполнен узкополосным, отражающим на длине волны генерации лазера.