Устройство для юстировки оптических элементов

Устройство для юстировки оптических элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее держатель , разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя - внешняя неподвижная, а две другие - внутренняя и внешняя подвижные , регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвижной секции, и контрвинт , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона перестройки, улучшения воспроизводимости перестройки и увеличения точности установки угла поворота подвижной части устройства, оно снабжено составным дифференциальным винтом, состоящим из двух винтов, один из которых выполнен с внешней и внутренней резьбой , а второй - с внешней резьбой, шаг которой равен шагу внутренней резьбы первого винта, при этом первый винт внешней резьбой установлен в свободный, конец внутренней подвижной секции, второй винт одним концом шарнирно прикреплен к свободному концу внешней подвижной секции, другим концом установлен внутрь первого винта, а оси . первого и второго винтов совпадают и перпендикулярны плоскости, проходящей через ось шарнира и основание паза, разделякицего внутреннюю и внешнюю подвижные секции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ1НЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРНТИЙ

«е. «и

3(50 С 02 В 7/18 Н 01 S 3 02 (21) 3548117/18-10 (22) 02.02.83 (46) 23.06.84. Вюл. Ф 23 (72) Ю.Я.Дивин и Н.А.Мордовец (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (53) 535.8(088.8) (56) 1. Патент США У 3700313, кл. 350/288, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 395794, кл. Н Oi $ 3/02, 1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ

-ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее держатель, разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя — внешняя неподвижная, а две другие — внутренняя и внешняя подвижные, регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвижной секции, и контр" винт, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона перестройки, улучшения воспроизводимости перестройки и увеличения точности установки угла поворота подвижной части устройства, оно снабжено составным дифференциальным винтом, состоящим из двух винтов, один из которых выполнен с внешней и внутренней резьбой, а второй — с внешней резьбой, шаг которой равен шагу внутренней резьбы первого винта, при этом первый винт внешней резьбой установлен в свободный, конец внутренней подвижной секции, второй винт одним концом шарнирно прикреплен к свободному концу внешней подвижной секции, другим концом установлен внутрь первого винта, а оси первого и второго винтов совпадают и перпендикулярны плоскости, прохо-, дящей через ось шарнира и основание паза, разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижные секции.

1 f0993

Изобретение относится к устройствам для юстировки и поворота оптических элементов, в частности в лазерной технйке, а более конкретно к конструкции узла юстировки и поворота резонаторных отражателей, и может быть использовано в перестраиваемых по длинам волн молекулярных лазерах инфракрасного диапазона (Со-, C02 И, 0-, HF-лазерах и др.) для юстировки g fo .селективного резонаторного отражателя (эшелетта) и его поворота, осуществляющего перестройку рабочей длины волны лазера.

Известно юстировочное устройство, состоящее из неподвижной и двух подвижных секций, разделенных пазами, и регулировочных винтов, причем пс.— нования пазов взаимно перпендикулярны. Истировка Осуществляется с ПОМОщью винтов, упирающихся в свободные концы подвижных секций. Жесткость конструкции этого устройатва достигается за счет упругих свойств оснований пазов (f) .

Недостатками данного устройства являются малый возможный угол поворота, при котором еще сохраняется необходимая жесткость, низкая точность установки угла и неудовлетворитель- . ная воспроизводимость угла поворота, Наиболее близким к изобретению по технической сущности явпяеАя юстировочное устройство, содержащее держатель, разделенный на три секции

35 двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя — внешняя неподвижная, а две другие — внутренняя и внешняя подвижные, регулировочный винт, вза40 имодействующий со свободным концом внутренней подвижной секции и контрвинт.

Юстировка и фиксация поворота относительно каждой из осей, прохо-! дящих через основания пазов, осуществ ляется с помощью двух винтов, при этОм Один из винтов ввинчивается В неподвижную при данной юстировке секцию и упирается в свободный конец ->б подвижной секции, другой же винт (контрвинт) ввинчивается в подвижную секцию и фиксирует тем самым выбранный угол поворота. Указанное устройство обладает возможностью независимой юстировки относительно взаимно перпендикулярных осеи. кроме того, в пределах поворота, составляющего

04 2 доли градуса, обладает хорошей воспроизводимостью поворота и виброзащищенностью (2) .

Недостатками известного устройства явпяк тся малый диапазон перестройки угла поворота, при котором обеспечивается необходимая жесткость конструкции, низкая точность установки угла поворота и неудовлетворительная воспроизводимость при перестройке для использования его в перестраиваемых по длинам волн молекулярных лазерах ИК-диапазона. Применение обычных селективных оптических. элемен ов (например эшеллета) в качестве резонаторного отражателя требует обеспечения угла поворо" à порядка нескольких градусов для перестройки по диапазону генерируемых волн.

Применение обычных винтов для обеспечения плавных поворотов на такие углы затругнено из-за противоречивости требований большой нагрузочной способности винта (для сохранения жест,кости конструкции) и мелкого шага его резьбы.

Целью изобретения является расширение диапазона перестройки, улучшение воспроизводимости перестройки и уьеличение точности установки угла поворота подвижной части устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для юстировки оптических элементов, содержащее держатель, разделенный на три секции двумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секция держателя — внешняя неподвижная, а две другие — внутренняя и внешняя подвижныс, регулировочный винт, взаимодействующий со свободным концом внутренней подвижной секции, и контрвинт, снабжено составным дифференциальным винтом, состоящим из двух винтов, один из которых выполнен с внешней и внутренней резьбой, а второй — с внешней резьбой шаг которой равен шагу внутренней резьбы первого винта., при этом пергый винт внешней резьбой установлен ь свободный конец внутренней подвижной секции, второй винт одним концом шарнирно прикреплен к свободному концу внешней подвижной секции„ другим концом установлен внутрь первого винта, а оси первого и второго винтов совпадают и перпендикулярны плоскости, проходящей через ось шарнира и основание паза, 3 10993 разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижные секции.

На фиг.1 изображено устройство для юстировки оптических элементов, вид спереди, разрез, на фиг;2 — то же,5 вид сверху.

Устройство для юстировки оптических элементов состоит из внешней неподвижной секции 1, внутренней подвижной секции 2, внешней подвижной секции 3, паза 4, разделяющего неподвижную и внутреннюю подвижную секции, с основанием, паза 5, разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижные секции, с основанием, пары регулировочного 6 и фиксирующего 7 винтов, первого винта 8 составного дифферен:циального винта, второго винта 9 составного дифференциального винта, шарнира 10 с осью,отсчетного устройст- 2О ва 1! обоймы 12,эшелетта 13,пьезоке-; рамического элемента 14.

При использовании устройства неподвижная секция 1 крепится к ребру жесткости резонатора. Эшелетт 13 ус- 25 танавливают так, что его плоскость пересекает плоскость секции 3 под углом, равным углу блеска, а штрихи эшелетта параллельны оси поворота секции 3 относительно секций 2 (оси поворота эшелетта), которая проходит через основание паза 5, разделяющего эти секции. После установки эшелетта производят его юстировку, с помощью которой добиваются перпендикулярности

35 плоскости секции 3 оси резонатора.

Юстировку производят с помощьв винтов

6 и 7, которые осуществляют поворот секции, 2 относительно секции 1 вдоль оси, проходящей через основание па- 4 за 4, разделяющего эти секции, а также фиксацию выбранного положения.

Эта ось перпендикулярна оси поворота эшелетта, поэтому в результате получают генерацию на одной из линий лазера (в случае необходимости длина резонатора подстраивается путем подачи напряжения на пьезокерамический элемент 14). После этого вращением составного дифференциального винта осуществляют перестройку на требуемую линию генерации. Составной диф04 4 ференциальный винт. снабжен лимбом, который вместе с отсчетным устройст- вом 11 позволяет зафиксировать те углы поворота, при которых генерируют" ся необходимые линии лазера, что дает возможность обходиться без анализатора спектра.

Шаг внутренней резьбы первого винта 9 составного дифференциального винта должен быть больше шага внешней резьбы, их разность определяет продольное перемещение. свободного конца секции 3 и может составлять

0,1. мм на один оборот винта. При длине базы (равной расстоянию от шарнира 10 до оси поворота эшелетта), составляющей 80 мм, перестройка между соседними линиями генерации лазера осуществляется поворотом винта на одиндва оборота, что создает достаточный запас для точной настройки на отдельную линию генерации. По мере поворота секции 3 относительно секции 2 при вращении первого винта 8 дифференциаль-, ного винта соответствующим образом поворачивается и второй винт 9 так, что оси обоих винтов 8 и 9 все время совпадают. В результате устраняется причина смещений, приводящих к невоспроизводимости и неравномерности

I поворота, а смещение дифференциальной пары вместе с упругим действием основания паза 4 обеспечивает жесткость конструкции и стабильность характеристик.

Применение устройства в перестраиваемых по длинам волн лазерах повышает стабильность параметров лазерного излучения. Это приводит к повышению производительности труда в связи с уменьшением в несколько раз времени, затрачиваемого на измерения, при одновременном увеличении точности в таких областях, как лазерная спектроскопия, метрология, например, при смещении излучения двух лазеров и выделении разностной частоты, при. оптической накачке лазеров дальнего инфракрасного диапазона, исследовании спектров пропускания и поглощения веществ в инфракрасной области.

1 099304

Фиг. /

Фиг. Р

ВНИИПИ Заказ 4369/39 Тираж 497 Поддисное филнал GHO "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4