Устройство для регистрации и измерения угловой расходимости лазерного излучения

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Соаетокиа

Социалиатичевкиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н Ols 3/00

Заявлено 25.1.1971 (№ 1615787/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05ЛЧ.1973. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 16.V.1973 йомитет по пелатт иаобретеииб и открытиЯ при Совете Миииотроа

СССР

УДК 621.375.8(088.8) Авторы изобретения

К. И. Крылов, Ю. С. Бухонин и А. С. Митрофанов

Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ

РАСХОДИМОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для измерения и контроля параметров лазерного излучения.

Известны устройства для измерения угловой расходимости излучения лазера, в которых в качестве регистрирующего устройства, приемная поверхность которого размещается в фокальной плоскости объектива, используется сканирующее фотоэлектрическое устройство с узкой входной щелью, перемещаемое поперек луча.

Недостатками известного устройства являются наличие сканирующих элементов и невысокое быстродействие.

В предложенном устройстве эти недостатки устранены благодаря тому, что в фокальной плоскости объектива, через который пропускается лазерное излучение, размещают экран передающей телевизионной трубки. На экране передающей трубки создается потенциальный рельеф, определяемый пятном в фокусе линзы. Передающая телевизионная трубка при этом может работать в режиме линейной развертки. В результате на выходе телевизионной трубки получают электрический импульс, форма и длительность которого линейно связаны с формой и распределением интенсивности лазерного излучения в фокальной плоскости линзы.

Выход трубки соединен с системой измерения длительности импульсов, подключенной и цифровому устройству.

На чертеже показано предложенное устройство для регистрации и измерения угловой расходимости лазерного излучения.

Излучение лазера 1, угловая расходимость которого измеряется, поступает через ослабитель 2 на вход телескопической системы 8, 10 которая увеличивает угловую расходимость лазерного пучка, а затем на линзу 4, в фокальной плоскости которой (на расстоянии ) помещен экран передающей телевизионной трубки 5, питаемой от блока б. Размер пят15 на на экране передающей телевизионной трубки 5 пропорционален угловой расходимости лазерного излучения.

Телескопическая система 3 предназначена для увеличения в заданиое число раз (равное

20 кратности увеличения телескопа) угловой расходимости измеряемого излучения с целью увеличения размера пятна на экране передающей трубки 5 при разумных фокусных расстояниях линзы 4. Телескопическая си25 стема 8 может быть заменена микроскопом, увеличивающим изобра>кение фокального пятна и проектирующим его на экран трубки 5. При этом даже при малых угловых расходимостях измеряемого излучения размер

30 пятна в фокальной плоскости может быть по376851 лучен достаточно большим, что значительно уменьшает требования к разрешающей способности трубки 5 и обеспечивает большую точность измерений.

На экране передающей телевизионной трубки 5 создается потенциальный рельеф, определяемый пятном в фокусе линзы 4. Передающая телевизионная трубка может работать в режиме линейной развертки. В результате на выходе трубки получают электрический импульс, форма и длительность которого линейно связаны с формой и распределением интенсивности измеряемого излучения в фокальной плоскости линзы 4 (для обеспечения работы передающей трубки 5 в линейном режиме интенсивность излучения лазера регулируется ослабителем 2). Таким образом, распределение интенсивности в пятне на экране телевизионной трубки 5 преобразуется в форму электрического импульса на выходе трубки.

Далее электрический импульс (или их последовательность) поступает на систему 7 измерения длительности импульса по заданному уровню амплитуды и на цифровой регистратор 8.

Описанное устройство позволяет быстро измерять угловую расходимость (время измерения ограничивается только быстродействием электронных схем и скоростью развертки луча передающей телевизионной трубки, которые очень малы и составляют миллионные доли секунды) на любом уровне интенсивности с цифровой регистрацией результата измерения, а также фиксировать и следить за изменениями (даже очень быстрыми) расходимости лазера во времени.

Устройство может обеспечить временную развертку изменения угловой расходимости твердотельных ОКГ, работающих как в режи@ ме свободной генерации, так и в режиме модулированной добротности. При этом проще всего подавать сигнал с передающей трубки

5 на приемную телевизионную трубку с по5 слесвечением и яркостной модуляцией луча.

При обычной кадровой развертке число зафиксированных измерений определяется числом строк в кадре (625).

Процесс измерения сводится к измерению

10 длительности электрического импульса на заданном уровне амплитуды. Угловую расходимость рассчитывают по уравнению:

y = arctg

IS

Гf где — полуугол расходимости на заданном уровне интенсивности;

v — скорость перемещения электронного луча по экрану передающей телевизионной трубки;

f — фокусное расстояние линзы 4; т — длительность импульса, измеренная на заданном уровне амплитуды;

1 — угловое увеличение телескопической

25 системы.

Предмет изобретения

Устройство для регистрации и измерения угловой расходимости лазерного излучения, Ç0 содержащее ослабитель, телескопическую систему и объектив, в фокальной плоскости которого размещена плоскость регистрации, отличаюи1ееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и возможности контроля измеÇS нений расходимости во времени, плоскость регистрации выполнена в виде экрана передающей телевизионной трубки, выход которой соединен с системой измерения длительности импульсов, подключенной к цифровому

40 устройству.

376851

Составитель Н. Михайлова

Техред T. Курилко Корректор Л. Царькова

Редактор T. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1312/6 Изд. № 384 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5