Лазерное сканирующее устройство Советский патент 1986 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к системам оптико-механической развертки и может быть использовано в системах контроля гетерофазных процессов, например пузырькового кипения, барботажа, истечения дисперсной фазы из сопла. Известны сканирующие устройства, содержащие зеркало, приводимое в движение электродвигателем и вибратором, а также обьектив, посредством которого изображение проецирует ся на экран. При этом зеркало расположено под углом к объективу,Сканирование изображения осуществляется по колебательно-вращательной траектории l}. Такие устройства не позволяют регистрировать два и более препятствий (оптических неоднородное тей) , находящихся в данный момент времени на выходной оптической оси системы. Наиболее близким техническим решением является двухкоординатньй зеркальньй дефлектор; содержащий источник света, отклоняющие i зеркал закрепленные на осях двух электромеханических приводов. После отклоняющих зеркал по ходу световых лучей установлен объектив. С электромеханическими приводами связаны два управляющих блока. Кроме того, он снабжен вторым источником света, частота излучения которого отлична от частоты излучения первого источника, дихроичньм зеркалом и полупрозрачным зеркалом, установленными под углом одно к другому по ходу световых лучей после объектива, и двумя преобразователями положения световой точки в цифровой код, установленными по ходу световых лучей после полупрозрачного зеркала 2 ., Однако этот известньш дефлектор имеет отклоняющую систему только для одного луча, которьм и производится сканирование в плоскости нормальной к выходной оптической оси. При этом второй источйик света используется не для сканирования, а дл повышения точности и скорости отклонения светового луча. Два yni aBляющих блока предназначены для управления отклонением луча по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Таким образом, сканирование одним лучом не позволяет дифференцировать два и более препятствий, находящихся в данный момент времени на выходной оптической оси системы. Целью изобретения является контроль и исследование распределения фаз в гетерофазных процессах. Поставленная цель достигается тем, что лазерное сканирующее устройство, содержащее источник света, отклоняющие зеркала с электромеханическими приводами, расположенный на выходной оптической оси отклоняющих зеркал формирующий объектив и управляющие блоки, снабжено по крайней мере одним дополнительным формирующим объективом и полупрозрачным зеркалом, а также непрозрачным зеркалом, расположенными за источником света соосно с ним, не мекее чем двумя, фокусирующими объективами, установленными на выходных оптических осях формирующих объективов, блоком совпадения и соединенными с ним фотодетекторами , расположенными в фокальных плоскостях фокусирующих объективов. На чертеже представлена схема устройства для случая сканирования тремя лучами. Лазерное сканирующее устройство содержит лазер (источник света) 1. Соосно с источником света расположены последовательно два полупрозрачных зеркала 2 и непрозрачное зеркало 3. Причем зеркала 2 и зеркало 3 расположены под углом к выходной оптической оси лазера 1. Кроме того, устройство содержит отклоняющие зеркала 4, расположенные под углами к выходным оптическим: осям полупрозрачных зеркал 2 и непрозрачного зеркала 3. Отклоняющие зеркала соединены с электромеханическими приводами 5, которые в свою очередь соединены с управляющими блоками 6. На выходных оптических осях отклоняющих, зеркал 4 расположены формирующие объективы 7, причем отклоняющие зеркала 4 находятся в фокальных плоскостях объективов 7. На выходных оптических осях формирующих объективов 7 расположены фокусирующие объективы 8, в фокальных плоскостях которых -расположены фотодетекторы 9, соединенные с блоком совпадения 10.

Объект контроля (носитель информации) 11 помещается между формируюпщми объективами 7 и фокусирующими объективами 8 в зоне пересечения выходных оптических осей отклоняющих зеркал 4 и объективов 7,

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 генерирует луч, который проходит через полупрозрачные зеркала 2 и непрозрачное зеркало 3, Эти зеркапа делят луч лазера 1 и направляют лучи, полученные в результате деления, на отклоняющие зеркала 4, соединенные с электромеханическими приводами 5. Изменение углов отклонения отклоняющих зеркал 4 производится при помощи управляющих блоков 6. При этом управляющие блоки 6 при помощи цифроаналоговых преобразователей формируют сигналы ступенчатой формы. Цифроаналоговые преобразователи управляющих блоков 6 работают от одного генератора тактовых импульсов, что позволяет синхронно и согласованно отклонять отклоняющие зеркала 4, При этом каждой ступеньке электрического сигнала на выходе управляющих блоков 6 соответствует определенный угол отклонения отклоняющих зеркал 4. Колеблющиеся лучи с отклоняющих зеркал 4 проходят через формирующие объективы

536184

7, в фокальных плоскостях которых расположены отклоняющие зеркала 4. После формирующих объективов 7 развертка каждого луча становится 5 шюскопараллельной. Все лучи пересекаются в одной точке и образуют некоторый объем (зону пересечения), которым построчно сканируется носитель информации 11. Далее лучи,

10 несущие информацию, проходят через фокусирующие объективы 8 и фокусируются на соответствующих фотодетекторах 9. Каждый луч, встречая во время сканирования препятствие (оп15 тическую неоднородность), изменяет интенсивность освещенности фотодетектора 9. Это приводит к появлению электрического импульса на выходе . фотодетектора 9. Все фотрдетекторы

20 подключены к входам блока совпадения 10, сигнал на выходе которого появляется только при прохождении точки (объема) пересечения всех лучей через препятствие в носителе

25 информации 11. Препятствие, находящееся на пути одного или нескольких (но не всех) лучей, не регистрируется. Погрешность дифференциации уменьшается при увеличении

30 числа лучей и углом между ними.

Выход блока совпадения 10 может подключаться, например, к устройству визуального отображения информации .

ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник света, отклоняющие зеркала с электромеханическими приводами, расположенный на выходной оптической оси отклоняющих зеркал формирующий объектив,управляющие блоки, отличающееся тем, что, с целью контроля и исследования распределения фаз в гетерофазных процессах, оно снабжено по крайней мере одним дополнительным формирующим объективом, полупрозрачным зеркалом, а также непрозрачным зеркалом, расположенными за источником света соосно с ним, и не менее чем двумя, фокусирующими объективами, установленными на выходньхх оптических осях формирующих объективов, блоком совпадес S ния и соединенными с ними фотодетекторами, расположенными в фокальСО ных плоскостях фокусирующих объективов.