CN1068418A - 一种激光准直装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光准直装置。该装置可提 供自动向天顶或地心的铅直激光束，经五棱镜反射后 可发射水平激光束，并且能自动保持激光束的基准 性。该装置已用于405米高的中央电视塔结构施 工、日照变形观测及近200米高京城大厦电梯安装 工程。还可用于竖井、通风井、隧道、地铁等地下工 程，测量精度与效率，均优于常规光学测量仪器。

Description

本发明涉及到一种平行激光束圆孔衍射两点准直装置。国际分类号可归于〈GOI    C    9/12〉。

根据对比文件《激光在建筑工程中的应用》中国建筑工业出版社1984年版第69页至第71页的图2-28、图2-31。通常二点式衍射准直是将衍射波带板紧靠于调焦望远镜物镜前，随着准直距离变化，更换波带板及移动调焦透镜的位置。这种激光准直***的缺点是调焦机构复杂、波带板难加工、成本高、引入调焦误差、作业距离为数十公尺至百公尺。不适用于高耸构筑物连续施工测量。此外，国内外尚没有既可给出天顶方向或地心方向的激光束，又能自动保持激光束方向不受振动干扰的精度达10^-6的激光准直装置。

本发明的任务在于提供一种新的平行激光束圆孔衍射两点准直方法，以及一种包括由激光管〈1〉、光学扩束器〈2〉、准直筒〈10〉、磁阻尼器〈7〉、万向支架〈6〉、壳体〈8〉、调平支架〈9〉、圆孔光阑〈3〉组成的，可向天顶或地心发射平行激光束的激光准直装置。

本发明的任务是以如下方式完成的，结合附图，详细叙述：

图1、平行激光束圆孔衍射二点准直***示意图

图2、天顶方向作业示意图

图3、地心方向作业示意图

平行激光束圆孔衍射两点准直***光路如图1所示。由激光器〈1〉、准直筒〈10〉、光学扩束器〈2〉、圆孔光阑〈3〉及目标〈4〉形成整个光路。激光器〈1〉发射直径约1毫米的激光束，径光学扩束器〈2〉扩束，成为直径大于50毫米的平行激光束。通过圆孔光阑〈3〉后，产生衍射效应，在500米距离的目标上，形成同心圆环形状激光光斑。选择适当孔径的圆孔光阑〈3〉，可在不同距离目标上获得清晰的同心圆光斑。由于不调焦、光能损耗小，且避免了调焦误差，提高了使用精度;圆孔光阑加工简单，价格低;光能损耗比其他波带板的少。工程应用表明，这一方法在500米内，可获得10^-5～10^-6的测量精度。

平行激光束准直器〈5〉由光学扩束器〈2〉准直筒〈10〉、激光器〈1〉、校正环〈11〉、校正螺钉〈12〉、橡胶“O”型圈构成。

平行激光束圆孔衍射准直装置如图2所示。由平行激光束准直器〈5〉、万向支架〈6〉、磁阻尼器〈7〉、壳体〈8〉、调平支架〈9〉及激光电源组成。

光学扩束器〈2〉与准直筒〈10〉螺纹连接，形成平行激光束准直器〈5〉整体。其两端均有尺寸相同的法兰盘。任一个法兰盘均可以与万向支架〈6〉内环或磁阻尼器〈7〉的阻尼片螺钉连接。当万向支架〈6〉内环与光学扩束器〈2〉一端连接，磁阻尼器〈7〉阻尼片与准直筒〈10〉另一端连接时，激光束向天顶方向发射，见图2。当万向支架〈6〉内环与准直筒〈10〉一端连接时，激光束向地心方向发射，见图3。

在壳体〈8〉顶盖或下底中心窗口，可选用适当孔径的圆孔光阑〈3〉。

当出光窗口加直角五棱镜时，激光束被反射成水平光束，并能自动保持水平。

Claims (5)

1、一种不同于由调焦式光学***加复杂构造的菲涅尔皮带板组成的二点衍射准直装置，采用扩束平行激光束，通过圆孔光阑在目标上衍射出同心圆环型光斑，实现二点衍射准直，其特征在于非调焦光学***，给出射程达500米的平行激光束，平行激光束直径大于圆孔光阑孔径。

2、一种用于权利要求1的激光准直装置，由平行激光束准直器〈5〉、万向支架〈6〉、圆孔光阑〈3〉组成。其特征在于平行激光束准直器〈5〉被万向支架〈6〉悬挂，实现自动安平，壳体〈8〉下部的磁阻尼器〈7〉使受扰动的平行激光束准直器〈5〉迅速静止。

3、根据权利要求2所述的激光准直装置，其特征是万向支架〈6〉的两对短轴的中心均有穿电线的通孔。

4、根据权利要求2所述的激光准直装置，其特征是平行激光束准直器〈5〉两端均有可与万向支架〈6〉内环及磁阻尼器〈7〉阻尼片相连接的带螺孔法兰盘或连接螺纹。

5、根据权利要求2所述的激光准直装置，其特征是圆孔光阑〈3〉孔径小于平行激光束直径。

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