Способ измерения диаметра лазерного пучка Советский патент 1993 года по МПК G01J5/50 

1

Изобретение относится к области технической физики, а именно к иэме- пеиию параметров лазерного излучения оптического и инфракрасного диапазонов, и может быть использовано для

дистанционного определения диаметра лазерного любой мощности с произвольным распределением ее.по сечению.

Цель изобретения - повышение точности измерения диаметра лазерного пучка,

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ, ,

Устройство состоит из генератора 1 акустических колебаний, многоэлемент- HOi o фотоприемника.29блока 3 формирования сигналов управления фотоприемником, блока 4 обработки сигналов, блока 5 вьщеления вторичных максимумов, блока 6 вьщеления первичных максимумов, блока 7 измерения интенсивности .пучка, блока 8 антисовпадений 1 блока 9 измерения диаметра пучка. Способ реализуется следующим образом. Часть излучения исследуемого лазерного пучка, дифрагируя на акустической дифракционной решетке, созданной перепадами плотности среды распространения под воздействием акустической волны генератора 1, направ- .ляется па многоэлементный фотоприемник 2. Дифракционная картина, спроектированная на фоточувствительную поверхность микроэдементного фотопри- емншса 2, например, типа линейной матричной структуры, преобразуется им в видеосигнал. Огибающая видеосигнала описьшает пространственное рас- пределение интенсивности в дифракцион ной картине в сечении многоэлементного фотоприемннка 2, Преобразование оптической дифракционной картины и последующий вывод массива элементарных отсчетов происходят под воздействием набора сформированных в блоке 4 обработки сигнала постоянных и импульсных сш налов управления работой многоэлементного фотоприемннка 2. Видеосигнал очищается путем фильтрации от шумов и высших гармоник дифракционной картины в блоке 4 обработ ки сигнала. Сигнал с блока А обра

ботки содержит компоненты, характери- 55 н н измеряемом пучке оптической зующие положение, амплитуду и число , дифракционной решетки, создаваемой первичных и вторичных максимумов ди акустической волной, и регистрации фракционной картины. Их разделяют дифрагированного на ней излучения, блоки 6 и 5 выделения первичных и о т л и ч. а ю щ и и с я тем, что.

10

15

20

25

40-

585392

вторичных максимумов. Чтобы первичные максимумы не влияли на результат ,измерения диаметра пучка, сигнал с блока 5 вьщеления вторичных максимумов 5 проходит через блок 8 антисовпадений, на управляющий вход которого подается сигнал с блока 6 выделения первичного максимума. Таким образом, в импульсной последовательности, поступающей на вход блока 9 измерения диаметра пучка d, присутствует только количество Н импульсов, обусловленное наличием вторичных максимумов в дифракционной картине, в соответствии с формулой , где А - длина волны звука.,

Блок 9 измерения диаметра пучка подсчитывает число импульсов за время, равное длительности вывода строки (полного размера изображения дифракционной картины) , и масштабирует с учетом параметров дифракционной картины, в том числе размера акустической дифракционной решетки и длины акустической волны. Одновременно за тот же период времени блок 7 измерения интенсивности вычисляет интенсивность излучения исследуемого мощного пучка. . . .

30

Способ позволяет повысить точность измерения диаметра пучка за счет того, что интенсивность дифракционньгх максимумов пропорциональна мощности оптического излучения, а число вторичных максимумов не зависит от мощности измеряемого излучения и поэтому точность определения диаметра пучка одинакова для маломощного и мощного пучков оптического излучения.

Например, при () м,/ 10 м (что обеспечивает дискретность изме- рения диаметра пучка d в 1%), длине волны 10,6 мкм и мощности излучения 10 Вт интенсивность вторичных мак- СИМУ140В достигает , что является надежно измеряемой величиной.

40

60

Формула изобретения

Способ измерения диаметра лазерного пучка, заключающийся в формирова313585394

с целью повьпления точности измерений, мов между ними, а искомый диаметр d регистрируют в дифрагированном нэпу- определяют по формуле чении два соседних первичных макси-d N ,

мума и количество N вторичных максиму- где - длина волны звука.

5

Составитель С.Сополова Редактор Б.Федотов Техред Л.Сердюкова

Заказ 1959 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, А

I

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к области технической физики, в частности к измерению геометрических параметров оптического излучеш я. Цель изобретения - повьшение точности дистанционного измерения диаметра лазерного пучка произвольной мощности с произвольным распределением ее но сечении. Сущность изобретения заключается в том, что в измеряемом пучке формируется дифракционная оптическая решетка, создаваемая акустической волной, а рассеянное ею излучение принимается фотоприемником, затем в дифрагированном поле регистрируются два соседних первичных максимума и определяется число вторичньзх максимумов N мезкду ними, а об искомом параметре судят по формуле , где Л - длина волны звука. 1 ил § (П 00 ел