细激光束扩束光斑中心辅助调节仪制造技术

细激光束扩束光斑中心辅助调节仪，属激光仪器领域，本仪器为一个由支架固定在磁性底座上的屏，屏中心有一个供细光束穿过的孔，屏的上、下、左、右有以屏中心为对称中心的四个互相垂直的槽，各槽的中间有一绝缘板将各槽分为两条缝；四个阻值相等、特性一致的光敏电阻跨在绝缘板上，并可在槽缝中滑动，其两个引脚插在绝缘板两侧缝中，屏上有以屏中心为圆心的若干环形刻度，屏边上有两个观察孔，两个发光二极管置于观察孔的背面，四个光敏电阻的引脚置于屏背面，并连接成桥式电路，桥式电路两臂中点的电压差经运算放大电路放大后，其输出端与与发光二极管连接。本仪器用于判断激光束经扩束镜扩束后的激光光斑的中心是否与入射光线保持等高共轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学实验仪器，具体涉及一种能够快速、直观地判断细激光束通 过扩束镜扩束后，扩束光斑的中心是否与入射光线等高共轴的辅助调节仪器，属于光学仪 器领域。
技术介绍
在光学实验中，经常需要将直径范围1 2毫米的细激光束经过扩束镜扩束获得 较大的光斑，激光束经过扩束镜扩束后，需进行调整，使扩束后的光斑中心与入射光线等高 共轴。如果扩束后的光斑中心与入射光线不等高共轴，将会影响光学实验的结果。然而，目 前判断扩束后的光斑中心是否与入射光线等高共轴，尚没有仪器来检测，通常是用肉眼来 观测和判断，因此，很难保证调整的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能有效减小用肉眼观察所导致的误差，且直观地判断在 光学工作及相关实验中，光束经扩束镜扩束后的激光光斑的中心是否与入射光线保持等高 共轴的辅助仪器。实现本专利技术的目的所采用的技术方案为本仪器包括一个由绝缘材料制成的圆形 的屏1，通过支架2固定在光学磁性底座上，屏1的中心有一个供细激光束穿过的屏中心圆 孔3，屏的上、下、左、右以屏中心圆孔3为对称中心有四个互相垂直的槽4，每个槽的中间有 一条绝缘板5将各槽分为两条缝6 ；四个阻值相等、特性一致的光敏电阻7跨在绝缘板5上， 并可在槽缝6中滑动，其两个引脚插在绝缘板5两侧的缝6中，屏1上有以屏中心为圆心的 若干环形刻度8，屏1的屏边上有两个观察孔10，两个发光二极管9置于两个观察孔10的 背面，四个光敏电阻7的引脚连线置于屏的背面，并连接成桥式电路，桥式电路两臂中点的 电压差再经运算放大电路放大后，其输出端与与发光二极管9连接。为了保证屏上的四个光敏电阻所处的同一个圆周的圆心正好就是细光束通过的 位置，屏中心圆孔3的内直径与细激光束外径之间的间隙越小越好，最好是屏中心圆孔3的 内直径大小与从其中穿过的细激光束的外径相等。本仪器的使用方法是将本装置的光学磁性底座置于激光束的扩束镜后一定距 离，使扩束后的光束在屏1上的光斑刚好与屏的大小相当，记下扩束镜的位置，拿走扩束 镜，调整本装置光学磁性底座的位置、方向和支架2的高低，使细光束从屏的中央圆孔3穿 过，将光学底座固定。在原来放置扩束镜的位置放入扩束镜，细光束经扩束镜扩束后照射在 屏1上，用肉眼观察，移动扩束镜的位置，初步使光斑中心与屏1的中心大致重合。然后根据 扩束后光斑的大小调节四个光敏电阻7的位置，使四个光敏电阻7尽可能处在半径较大，且 以中央圆孔3为圆心的同一个环形刻度上，四个光敏电阻7处在同一圆周上的半径越大，其 精度越高，并且保证四个光敏电阻7均能被光斑照射到。接通该装置的直流电源，如果光斑 的中心与屏1中央的圆心3不完全重合，则四个光敏电阻7的阻值就不相等，四个光敏电阻7组成的桥式电路的两臂中点a、b电压差不为零，经过放大器放大后，输出端就会是高电平 或低电平，则两个发光二极管9中的一个就会发光，此时再微调扩束镜的高低和左右位置， 一直到两个发光二极管9均不发光，此时表明激光束经过扩束镜扩束后的光斑中心就与入 射细光束保持等高共轴。本细光束扩束光斑中心辅助调节仪的工作原理是本专利技术根据光敏电阻的阻值与光强有对应关系以及电桥平衡的原理。四个光敏电 阻7连接成电桥的结构(原理图如图3所示)，如果激光扩束后投射到屏上的光斑中心和入 射光线等高共轴，则照射在四个光敏电阻7上的光强相同，四个光敏电阻7的阻值也相等， 电桥达到平衡，两臂中点a、b的电压差为零，放大器的输入电压为零，放大器输出端的可见 光发光二极管9不发光。如果扩束后光斑的中心和入射光线不等高共轴，则照射在四个光 敏电阻7上的光强度不相同，四个光敏电阻7的阻值不相等，电桥不平衡，两臂中点的电压 差不为零，经放大器放大后输出电压不为零，输出端可能是高电平也可能是低电平，输出端 的两个可见光发光二极管9必有一个会导通而发光，因此通过发光二极管9的亮灭就可以 判断扩束后的光束中心是否和入射光线等高共轴。本专利技术的有益效果是由于通过调整四个光敏电阻的位置，使激光束经扩束镜扩 束后其光束中心是否和入射光线等高共轴的判断可以通过观察发光二极管9的亮灭来实 现，因此克服了简单用肉眼观察所导致的失误，使判断结果准确可靠、直观，判断快速。附图说明图1是本仪器的机械部分结构图图2是图1的A-A剖视图；图3是本仪器的电器元件的电路联结图。各附图标记为1、屏，2、支架，3、屏中心圆孔，4、槽，5、绝缘板，6、细缝，7、光敏电 阻，8、环形刻度，9、发光二极管，10、观察孔。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例，本仪器用于对直径为2mm的细激光束进行扩束，仪器包括一个由绝缘材 料制成的、其厚度约2mm的圆形的屏1，通过支架2固定在光学磁性底座上，屏1的中心有一 个直径为2mm的圆孔3，屏的上、下、左、右以屏中心圆孔3为对称中心有四个互相垂直的槽 4，每个槽的中间有一条绝缘隔板5将每个槽分为两条缝6 ；四个阻值相等，特性一致的光敏 电阻7跨在绝缘隔板5上，并可在槽缝6中滑动，其两个引脚插在绝缘隔板5两侧的细缝6 中，屏1上有以屏中心为圆心的若干环形刻度8，屏1的屏边上有两个观察孔10，两个发光 二极管9置于两个观察孔10的背面，发光部分置于观察孔后，实验者可以在屏1的正面看 到是否发光。四个光敏电阻7的引脚连线置于屏的背面，通过导线在电路板上连接成桥式 电路，桥式电路两臂中点的电压差作为输入信号输入到放大器的输入端，如图(3)所示，光 敏电阻的引脚连线和放大器电路，包括直流电源，运算放大器，发光二极管，金属膜电阻等， 全部制作在一块电路板上，电路板通过绝缘夹具固定在屏的背面，运算放大器采用op07，引 入电压负反馈，使运算放大器工作在线性放大状态，根据光敏电阻的电阻值随光强变化的4光敏特性，确定运算放大电路的放大倍数，以保证当光斑中心偏离极小时，经运算放大器放 大后的输出电压能够使输出端的发光二极管9发光。 首先把该装置放在光路中扩束器后面一段距离的地方，拿走扩束镜，调整本装置 的位置，使激光束刚好完全从屏中心孔中穿过，放入扩束镜，使扩束后的光束在屏1上的光 斑刚好与屏的大小相当，根据光斑的大小同步地调节四个光敏电阻的位置，使其尽可能地 处在半径较大，且以中央圆孔3为圆心的同一个环形刻度上，调整中，保证光斑照射在四个 光敏电阻7之上。如果装置上的发光二极管9不发光，就说明光斑的中心和入射光线等高 共轴；如果发光二极管9发光，就说明光斑的中心和入射光线不等高共轴。此时，就必须调 整扩束镜的高低，俯仰倾角和左右位置，直至发光二极管不发光，这样扩束镜扩束后的光斑 就与入射激光束等高共轴。因此此装置可以直观判断出肉眼所不能判断的光束中心位置。权利要求细激光束扩束光斑中心辅助调节仪，其特征在于本仪器包括一个由绝缘材料制成的圆形的屏(1)，通过支架(2)固定在光学磁性底座上，屏(1)的中心有一个供细激光束穿过的屏中心圆孔(3)，屏的上、下、左、右以圆孔(3)为对称中心有四个互相垂直的槽(4)，每个槽的中间有一条绝缘板(5)将各槽分为两条细缝(6)；四个阻值相等、特性一致的光敏电阻(7)跨在绝缘板(5)上，并可在槽缝(6)中滑动，其两个引脚插在绝缘板(5)两侧的细缝(6)中，屏(1)上有以屏中心为圆心的若本文档来自技高网...

【技术保护点】
细激光束扩束光斑中心辅助调节仪，其特征在于：本仪器包括一个由绝缘材料制成的圆形的屏（１），通过支架（２）固定在光学磁性底座上，屏（１）的中心有一个供细激光束穿过的屏中心圆孔（３），屏的上、下、左、右以圆孔（３）为对称中心有四个互相垂直的槽（４），每个槽的中间有一条绝缘板（５）将各槽分为两条细缝（６）；四个阻值相等、特性一致的光敏电阻（７）跨在绝缘板（５）上，并可在槽缝（６）中滑动，其两个引脚插在绝缘板（５）两侧的细缝（６）中，屏（１）上有以屏中心为圆心的若干环形刻度（８），屏（１）的屏边上有两个小通孔（１０），两个发光二极管（９）置于两个小通孔（１０）的背面，四个光敏电阻（７）的引脚连线置于屏的背面，并联结成桥式电路，桥式电路两臂中点的电压差再经运算放大电路放大后，其输出端与光敏电阻（７）联结。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊则宾，冉萍，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]