RU1809368C - Device for stabilizing energetic axis of radiation beams - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить точность стабилизации энергетической оси пучков линейно-пол ризованного излучени  и уменьшить потери при стабилизации. Цель изобретени  - повышение точности стабилизации . Устройства содержит источник линейно-пол ризованного излучени , например газовый лазер, пучок излучени  которого, проход щий через коллиматор и преобразуемый из расход щегос  в параллельный , падает на светоделительную призму , где раздел етс  на 2 пучка. Проход щий пучок излучени  направл етс  на полуволновую пластину, где происходит разворот его плоскости пол ризации, пол ризатор, и, проход  через пол ризационную призму Глана-Томпсона, попадает на позиционно- чувствительный фотоприемник. 1 ил.The invention relates to measuring technique and allows to increase the accuracy of stabilization of the energy axis of linearly-polarized radiation beams and to reduce stabilization losses. The purpose of the invention is to improve the accuracy of stabilization. The device comprises a linearly polarized radiation source, for example a gas laser, the radiation beam of which, passing through the collimator and converted from a diverging to a parallel one, is incident on a beam-splitting prism, where it is divided into 2 beams. The transmitted radiation beam is directed to a half-wave plate, where its polarization plane is rotated, the polarizer, and, passing through the Glan-Thompson polarization prism, is incident on a position-sensitive photodetector. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  отклонений от пр молинейности центрировани  объектов с помощью устройств , у которых в качестве опорной пр мой используетс  энергетическа  ось пучка оптического линейно-пол ризованного излучени , в частности лазерного.The invention relates to measuring technique and can be used to measure deviations from the linearity of centering objects using devices that use the energy axis of a beam of linearly polarized optical radiation, in particular laser, as a reference line.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности стабилизации энергетической оси пучков линейно-пол ризованного излучени .The aim of the invention is to increase the accuracy of stabilization of the energy axis of linearly-polarized radiation beams.

На чертеже представлен общий вид устройства . Устройство дл  стабилизации энергетической оси пучков света состоит из источника линейно-пол ризованного излучени  1, например, газового лазера, установленного в корпусе 2 с помощью котировочных винтов 3, коллиматора 4 и расположенного на основании блока оптических элементов. Данный блок содержит входную светоделительную призму б и выходную пол ризационную призму, например, призму Глана-Томпсона 7, установленную так, чтобы оптическа  ось компонентов призмы была перпендикул рна плоскости пол ризации пучка излучени , проход щего через входную призму.The drawing shows a General view of the device. A device for stabilizing the energy axis of light beams consists of a linearly-polarized radiation source 1, for example, a gas laser installed in the housing 2 with quotation screws 3, a collimator 4 and located on the base of the optical element block. This unit contains an input beam splitting prism b and an output polarizing prism, for example, a Glan-Thompson prism 7, mounted so that the optical axis of the prism components is perpendicular to the plane of polarization of the radiation beam passing through the input prism.

В зазоре между этими призмами неподвижно установлена полуволнова  пластина 8, а также поворотный пол ризатор 9, закрепленный на основании 5 с возможностью разворота при сборке устройства.In the gap between these prisms, a half-wave plate 8 is fixedly mounted, as well as a rotary polarizer 9, mounted on the base 5 with the possibility of a turn when assembling the device.

На пути пучка излучени , отраженного входной призмой 6, установлена отражающа  призма 10с крышей. Между призмами 6 и 7 и отражающей призмой 10 со стороны,In the path of the radiation beam reflected by the input prism 6, a reflective prism 10c is mounted with a roof. Between prisms 6 and 7 and reflective prism 10 on the side,

0000

о юabout y

0000

оabout

0000

противоположной крышеобразнрй грани призмы установлен пленочный пол ризатор 11. Основание 5 закреплено в корпусе с помощью крепежных винтов 12 и юстиро- вочных винтов 13.A film polarizer 11 is mounted on the opposite roof-side face of the prism 11. The base 5 is fixed in the housing using fixing screws 12 and adjusting screws 13.

Пучок излучени , выход щий из призмы Глана-Томпсона направл етс  на позици- онно-чувствительный фотоприемник 14, устанавливаемый на контролируемое изделие.The radiation beam emerging from the Glan-Thompson prism is directed to a position-sensitive photodetector 14 mounted on a controlled product.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Источник линейно-пол ризованного излучени , например, газовый лазер, излучает пучок излучени , который, проход  через коллиматор 4, преобразуетс  из расход щегос  в параллельный. В качестве коллиматора могут быть применены известные фокальные оптические системы Каплера или Галиле . Полученный параллельный пучок излучени  попадает на входную свето- делительную призму 6, где раздел етс  на 2 пучка.A linearly polarized radiation source, such as a gas laser, emits a beam of radiation that, passing through the collimator 4, is converted from diverging to parallel. Known focal optical systems of Kapler or Galile can be used as a collimator. The resulting parallel beam of radiation falls on the input beam-splitting prism 6, where it is divided into 2 beams.

Проход щий через призму.6 пучок излучени  проходит далее через полуволновую пластину 8, где происходит поворот плоскости его пол ризации на 90°, пол ризатор 9, выходную призму Глана-Томпсона 7, и попадает на позиционно-чувствительный фотоприемник 14.The radiation beam passing through the prism. 6 then passes through the half-wave plate 8, where the plane of its polarization rotates through 90 °, the polarizer 9, the output Glan-Thompson prism 7, and enters the position-sensitive photodetector 14.

Поскольку плоскость пол ризации данного пучка излучени , проход щего через пол ризационную призму Глана-Томпсона 7, параллельна оптической оси элементов этой призмы, то данный пучок излучени  проходит через призмы 7 полностью, не испытыва  отражени  от плоскости раздела элементов призмы 7.Since the plane of polarization of this radiation beam passing through the Glan-Thompson 7 polarization prism is parallel to the optical axis of the elements of this prism, this radiation beam passes through the prisms 7 completely without experiencing reflection from the plane of separation of the elements of the prism 7.

Отраженный от входной светоделитель- ной призмы 6 пучок излучени  проходит через пленочный пол ризатор 11, отражающую призму 10 с крышей, снова проходит через пленочный пол ризатор 11 и попадает на разделительную грань призмы Глана-Томпсона 7. Поскольку плоскость пол ризации данного пучка излучени  перпендикул рна оптической оси элементов призмы 7, то происходит полное отражение этого пучка излучени  от разделительной грани призмы 7 и объединение его с пучком излучени , проход щим через входную све- тоделительную призму 6.The radiation beam reflected from the input beam-splitting prism 6 passes through the film polarizer 11, which reflects the prism 10 with the roof, again passes through the film polarizer 11 and falls on the dividing face of the Glan-Thompson prism 7. Since the plane of polarization of this radiation beam is perpendicular optical axis of the elements of the prism 7, then this radiation beam is completely reflected from the dividing face of the prism 7 and is combined with the radiation beam passing through the input beam-splitting prism 6.

В св зи с тем, что данные пучки излучени  имеют взаимно перпендикул рные направлени  плоскостей пол ризации, то приDue to the fact that these radiation beams have mutually perpendicular directions of the polarization planes, then

их объединении не происходит паразитной интерференции.their combination does not cause spurious interference.

Пленочный пол ризатор 11 устанавливаетс  при склейке блока в положении мак5 симального пропускани  через него пучка излучени  и служит дл  компенсации потерь света при прохождении его через поворотный пол ризатор 9,The film polarizer 11 is installed when the block is glued in the position 5 of maximum transmission of the radiation beam through it and serves to compensate for the loss of light when it passes through the rotary polarizer 9.

Точное выравнивание мощности вход 0 щих в пол ризационную призму и выход щих из нее пучков излучени  производитс  при сборке устройства путем поворота пол ризатора 9, при котором измен етс  мощность проход щего через него пучкаThe exact equalization of the power of the radiation beams entering and leaving the polarizing prism is made when the device is assembled by turning the polarizer 9, in which the power of the beam passing through it changes

5 излучени . Совмещение выход щих из пол ризационной призмы пучков излучени  достигаетс  путем регулировки положени  основани  5 в корпусе 1 с помощью юстиро- вочных винтов 13.5 radiation. The alignment of the radiation beams emerging from the polarization prism is achieved by adjusting the position of the base 5 in the housing 1 with the help of adjusting screws 13.

0 Устройство позвол ет повысить точность стабилизации энергетической оси пучков излучени  за счет устранени  потерь при объединении пучков, а также за счет устранени  паразитного отражени  пучков0 The device allows to increase the accuracy of stabilization of the energy axis of the radiation beams by eliminating losses in the combination of beams, as well as by eliminating spurious reflection of beams

5 излучени  от стенок устройства. Фор мула изобретени  Устройство дл  стабилизации энергетической оси пучков излучени , содержащее основание, последовательно установлен0 ные источник коллимированного излучени 5 radiation from the walls of the device. SUMMARY OF THE INVENTION A device for stabilizing the energy axis of radiation beams, comprising a base, sequentially installed collimated radiation source

и расположенные с зазором одна от другойand located with a gap from one another

и предназначенные дл  формировани  в за .зоре Двух пространственно разнесенныхand designed to form in the gap. Two spatially separated

пучков излучени  две призмы, перва  изradiation beams two prisms, the first of

5 которых по ходу излучени  от источника выполнена светоделительной, полуволновую пластину и установленный с возможностью разворота относительно плоскости пол ризации излучени  источника пол ризатор,5 of which, in the direction of radiation from the source, a beam splitter is made, a half-wave plate and a polarizer installed with the possibility of rotation relative to the plane of polarization of the radiation of the source,

0 блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности стабилизации , оно снабжено установленной на пути отраженного от светоделительной призмы пучка излучени  отражающей призмой с0 registration unit, it is noteworthy that, in order to increase the stabilization accuracy, it is equipped with a reflective prism installed in the path of the radiation beam reflected from the beam splitter prism with

5 крышей и пленочным пол ризатором, расположенным между двум  призмами и призмой с крышей со стороны, противолежащей крышеобразной грани, а втора  по ходу излучени  призма выполнена в виде пол риза0 ционной призмы, например призмы Глана-Томпсона, и ориентирована так, что оптическа  ось ее компонентов перпендикул рна к плоскости пол ризации пучка излучени , проход щего через светодели55 with a roof and a film polarizer located between two prisms and a prism with a roof on the side opposite the roof-shaped face, and the second along the radiation prism is made in the form of a polarization prism, for example, a Glan-Thompson prism, and is oriented so that its optical axis components perpendicular to the plane of polarization of the radiation beam passing through the beam beams 5

тельную призму.prism.