Устройство для юстировки оптических элементов Советский патент 1984 года по МПК G02B7/18 H01S3/02 

1 Изобретение относится к устройствам для юстировки и поворота оптических элементов, в частности в лазерной технике, а более конкретно к конструкции узла юстировки и поворот резонаторных отражателей, и может бы использовано в перестраиваемых по дл нам волн молекулярных лазерах инфра;красного диапазона (Со-, , NjO-, НР лазерах и др .) для юстировки селективного резонаторного отражател (эшелетта) и его поворота, осуществляющего перестройку,рабочей длины волны лазера. Известно юстировочное устройство состоящее из неподвижной и двух подвижных секций, разделенных пазами, и регулировочнг 1х винтов, причем основания пазов взаимно перпендикулярны. Юстировка осуществляется с помощью винтов, упирающихся в свободные концы подвижных секций. Жесткость конструкции зтого устрой«тва достига ется за счет упругих свойств оснований пазов lj . Недостатками данного устройства я ляются малый возможный угол поворота при котором еще сохраняется необходимая жесткость, низкая точность установки угла и неудовлетворительная воспроизводимость угла поворота Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетЬя юстировочное устройство, содержащее держатель, разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя - внешняя неподвижная, а две другие - внутренняя и внеигняя подвижные, регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвилсной секции и контрвинт. Юстировка и фиксация поворота относительно каждой из осей, проходящих через основания пазов, осущест ляется с помощью двух винтов, при этом один из винтов ввинчивается в неподвижную при данной юстировке секцию и упирается в свободный конец подвижной секции, другой же винт (контрвинт) ввинчивается в подвижную секцию и фиксирует тем самым выбранный угол поворота. Указанное устройство обладает возможно,стью независимой юстировки относительно взаимно перпендикулярных осей/ кроме того в пределах поворота, составляющего 4 доли градуса, обладает хорошей воспроизводимостью поворота и виброзащищенностью . Недостатками известного устройства являются малый диапазон перестройки угла поворота, при котором обеспечивается необходимая жесткость конструкции, низкая точность установки угла поворота и неудовлетворительная воспроизводимость при перестройке для использования его в перестраиваемых по длинам волн молекулярных лазерах ИК-диапазона. Применение обычных селективных оптических- элеменов (например эшеллета) в качестве резонаторного отражателя требует обеспечения угла поворота порядка нескольких градусов для перестройки по диапазону генерируемых волн. Применение обычных винтов для обеспечения плавных поворотов на такие углы затруднено из-за противоречивости требований большой нагрузочной способности винта (для сохранения жесткости конструкции) и мелкого шага его резьбы. Целью изобретения является расширение диапазона перестройки, улучшение воспроизводимости перестройки и увеличение точности установки угла поворота подвижной части устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для юстировки оптических элементов, содержащее держатель, разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя - внешняя неподвижная, а две другие - внутренняя и внешняя подвижные, регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвин ной секции, и контрвинт, снабжено сост 1вным дифференциальным винтом, состоящим из двух винтов, один из которых выполнен с внешней и внутренней резьбой, а второй - с внешней резьбой, шаг которой равен шагу внутренней резьбы первого винтар при этом первый винт внешней резьбой- установлен Б свободный конец внутренней подвижной секции, второй викт одним концом щарнирно прикреплен к свободному концу внешней под- вшжной секции, другим концом установлен внутрь первого винта, а оси первого и второго винтов совпадают и перпендикулярны плоскости, проходяш,ей через ось шарнира и основание паза. разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижные секции. На фиг,1 изображено устройство для юстировки оптических элементов, вид спереди, разрез; на фиг.2 - то ж вид сверху. Устройство для юстировки оптических элементов состоит из внешней неподвижной секции 1, внутренней подви ной секции 2, внешней подвижной секции 3, паза 4, разделяющего неподвижную и внутреннюю подвижную сек ции, с основанием, паза 5, разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижные секции, с основанием, пары регулировочного 6 и фиксирующего 7 винтов, первого винта 8 составного дифференциального винта, второго винта 9 сос тавного дифференциального винта, шарнира 10 сосью,отсчетного устройст ва 11 обоймы ,12,эшелетта 13,пьезокерамическрго элемент 14. При использовании устройства неподвижная секция 1 крепится к ребру жесткости резонатора. Эшелетт 13 устанавливают так, что его плоскость пересекает плоскость секции 3 под уг лом, равным углу блеска, а штрихи эшелетта параллельны оси поворота секции 3 относительно секции 2 (оси поворота эшелетта), которая проходит через основание паза 5, разделяющего эти секции После установки эшелетта производят его юстировку, с помощью которой добиваются перпендикулярност плоскости секции 3 оси резонатора. Юстировку производят с помощ ь ю винто 6 и 7, которые осуществляют прворот секции, 2 относительно секции 1 вдоль оси, проходящей через основание паза 4, разделяющего эти секции, а так же фиксацию выбранного положения. Эта ось перпендикулярна оси поворота эшелетта, поэтому в результате получают генерацию на одной из линий лазера (в случае необходимости длина резонатора подстраивается путем подачи напряжения на пьезокерамический элемент 14). После этого вращением составного дифференциального винта осуществляют перестройку на требуе.мую линию генерации. Составной дифференциальньй винт.снабжен лимбом, который вместе с отсчетным устройством 11 позволяет зафиксировать те углы поворота, при которых генерируются необходимые линии лазера, что дает возможность обходиться без анализатора спектра. Шаг внутренней резьбы первого винта 9 составного дифференциального винта должен быть больше шага внешней резьбы, их разность определяет продольное перемещение свободного конца секции 3 и может составлять 0,1. мм на один оборот винта. При длине базы (равной расстоянию от шарнира 10 до оси поворота эшелетта), составлянидей 80 мм, перестройка между соседними линиями генерации лазера осуществляется поворотом винта на одиндва оборота, что создает достаточный ; запас для точной настройки на отдельную линию генерации. По мере поворота секции 3 относительно секции 2 при вращении первого винта 8 дифференциаль-. ного винта соответствующим образом поворачивается и второй винт 9 так, что оси обоих винтов 8 и 9 все время совпадают. В результате устраняется причина смещений, приводящих к невоспроизводимости и неравномерности поворота, а смещение дифференциальной пары вместе с упругим действием основания паза 4 обеспечивает жесткость конструкции и стабильность характеристик. Применение устройства в перестраиваемых по длинам волн лазерах повышает стабильность параметров лазерного излучения. Это приводит к повышению производительности труда в связи с уменьшением в несколько раз времени, затрачиваемого на измерения, при од- новременном увеличении точности в таких областях, как лазерная спектроско-. ПИЯ, метрология, например, при смещении излучения двух лазеров и выделении разностной частоты, при. оптической накачке лазеров дальнего инфракрасного диапазона, исследовании спект-ров пропускания и поглощения веществ в инфракрасной области.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее держатель, разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя - внешняя неподвижная, а две другие - внутренняя и внешняя подвижные, регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвижной секции, и контрвинт, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона перестройки, улучшения воспроизводимости перестройки и увеличения точности установки угла поворота подвижной части устройства, оно снабжено составным дифференциальным винтом, состоящим из двух винтов, один из которых выполнен с внешней и внутренней резьбой, а второй - с внешней резьбой, шаг которой равен шагу внутренней резьбы первого винта, при этом первый винт внешней резьбой установлен в свободный, конец внутренней подвижной секции, второй винт одним концом шарнирно прикреплен к свободному концу внешней подвижной секции, другим концом установлен внутрь первого винта, а оси . первого и второго винтов совпадают и перпендикулярны плоскости, проходящей через ось шарнира и основание паза, разделякицего внутреннюю и внешнюю подвижные секции.