ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ В СВЕТОВЫХ ПУЧКАХ Российский патент 2004 года по МПК G01J1/06 

Изобретение относится к оптике и лазерной технике, а более конкретно к конструкции фотометрических устройств, предназначенных для измерения пространственного и пространственно-временного распределения интенсивности в пучках непрерывного излучения большой мощности, в частности в фокусированных лазерных пучках. Оно может быть использовано при решении задач лазерной технологии, в промышленных лазерных технологических установках и в научных исследованиях.

Известен измеритель распределения интенсивности в световых пучках, описанный в работе В.П.Андронова, Л.М.Иваненко и О.В.Хлопунова, ПТЭ, (1973), №6, с.130-131. Этот измеритель содержит фотоприемник и установленную перед ним диафрагму, выполненную в виде серии точечных отверстий на цилиндрической поверхности вращающегося барабана по витку спирали. Выполнение отверстий на поверхности цилиндра усложняет изготовление устройства, ведет к появлению погрешностей в разметке этих отверстий и, как следствие, вызывает снижение точности измерений, в особенности при необходимости обеспечения высокого пространственного разрешения, от единиц до десятков микрометров. Кроме того, при выполнении точных измерений в мощных световых пучках обгорание краев отверстий, их засорение продуктами сгорания или атмосферными загрязнениями выводит из строя все устройство и делает его неремонтопригодным. Это снижает долговечность устройства.

Еще одним из известных устройств является измеритель, описанный в работе E.Boyer, G.Herziger, R.Kramer, P.Loosen. Proc., SPIE., v.650, High Power Lasers and Their Industrial Applications, April 1986; Insbruch, Austria, ed. D.Shjucker, p.170-177. Это устройство содержит фотоприемник и установленную диафрагму. Она выполнена в виде полой трубки с калиброванным точечным отверстием в боковой поверхности. Для обеспечения сканирования по всему сечению исследуемого светового пучка диафрагма (трубка) совершает поступательное перемещение одновременно с вращением. Необходимость выполнения поступательного перемещения усложняет кинематическую схему устройства.

Из известных измерителей распределения интенсивности в световых пучках наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель, описанный в патенте РФ №2065581 С1, 6 G 01 J 1/06. Это устройство содержит фотоприемник и установленную перед ним вращающуюся диафрагму. Она выполняется в виде набора трубок с калиброванными отверстиями в боковых стенках. Трубки укреплены на вращающемся диске с отверстиями, соосными с каналами в трубках. Калиброванные отверстия в различных трубках проделаны на разных расстояниях от опорной поверхности трубок. Но невозможность изменения расстояния калиброванных отверстий от торцов трубок, опирающихся на диск, и самих трубок от оси вращения диска не позволяет адаптировать предложенный измеритель распределения интенсивности в световых пучках к пучкам с различными поперечными сечениями.

Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей измерителя путем адаптации к пучкам различного поперечного сечения.

Указанная задача решается тем, что в измерителе распределения интенсивности в световых пучках, включающем фотоприемник и установленный перед ним вращающийся диск с осью вращения с укрепленными на нем полыми трубками с калиброванными отверстиями в боковых стенках, согласно изобретению трубки выполнены телескопическими с возможностью радиального перемещения вдоль направляющих отверстий, выполненных в виде радиальных прорезей во вращающемся диске посредством механизма радиального перемещения. Механизм радиального перемещения телескопических трубок содержит центральное кольцо, выполненное с возможностью осевого перемещения и фиксации на оси вращающегося диска, связанное шарнирно с периферийными кольцами, закрепленными на телескопических трубках, посредством штанг.

На фигуре 1 изображен общий вид предлагаемого измерителя, на фигуре 2 изображен диск с радиальными прорезями.

Фотоприемник 1 размещен за вращающимся диском с осью вращения 2. Телескопические трубки, состоящие из двух соосных трубок 3 и 4 с фиксатором расстояния 5 калиброванного отверстия 6 от базовой плоскости диска, установлены соосно с направляющими отверстиями, выполненными в виде радиальных прорезей 7 в диске 2. Внутри телескопических трубок установлены отражающие зеркала или рассеиватели 8. Изменение положения телескопических трубок относительно оси диска 2 осуществляется с помощью механизма радиального перемещения, который состоит из центрального кольца 9, выполненного с возможностью осевого перемещения и фиксируемого на оси вращения; периферийных колец 10, закрепленных на телескопических трубках и шарнирно соединенных штангами 11 с центральным кольцом; 12 - световой поток.

Устройство работает следующим образом. Часть пучка 12, прошедшая в трубку 4 сквозь калиброванное отверстие 6, направляется по каналу на вход фотоприемника 1. По мере вращения диска 2 ось калиброванного отверстия поворачивается, соответствующая трубка выходит из пучка, а в пучок попадает следующая трубка с отверстием, расположенным на другом удалении от оси пучка. Зондирование пучка производится в новой полосе.

При изменении диаметра пучка лазерного излучения возможно изменение положения телескопической трубки относительно базовой плоскости диска путем выдвижения трубки с калиброванным отверстием на определенное расстояние, определяемое фиксатором 5. Положение телескопических трубок относительно оси диска изменяется с помощью механизма радиального смещения. Сдвиг телескопической трубки по направляющим отверстиям 7 происходит при движении центрального кольца 9 вдоль оси диска 2. Таким образом, прибор настраивается на определенный размер светового пучка.

Изобретение относится к области фотометрии. Измеритель включает фотоприемник и установленный перед ним вращающийся диск с осью вращения с укрепленными на нем полыми трубками с калиброванными отверстиями в боковых стенках, трубки выполнены телескопическими с возможностью радиального перемещения вдоль направляющих отверстий, выполненных в виде радиальных прорезей во вращающемся диске, посредством механизма радиального перемещения. Техническим результатом изобретения является адаптация измерителя к пучкам различного поперечного сечения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Измеритель распределения интенсивности в световых пучках, включающий фотоприемник и установленный перед ним вращающийся диск с осью вращения с укрепленными на нем полыми трубками с калиброванными отверстиями в боковых стенках, отличающийся тем, что трубки выполнены телескопическими с возможностью радиального перемещения вдоль направляющих отверстий, выполненных в виде радиальных прорезей во вращающемся диске, посредством механизма радиального перемещения.2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что механизм радиального перемещения телескопических трубок содержит центральное кольцо, выполненное с возможностью осевого перемещения и фиксации на оси вращающегося диска, связанное шарнирно с периферийными кольцами, закрепленными на телескопических трубках, посредством штанг.