Способ определения смещения оси диаграммы направленности лазерного луча

ЯО,С 5 П Но 153 с1 0 НИЕ ЕНИЯ:ЗОБР ЕТЕЛЬСТ уни= ерезлуч 66. еров ка",се МЕЩЕ ЛАЗЕ итра Я СОЮЗ СОВЕТСКИХСОДИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК УДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВ(71) Одесский ордена Трудовоного Знамени государственныйверситет им. И,И. Мечникова(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯОСИ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИНОГО ЛУЧА путем выделения ц ной части поп с помощью ска венного фильт ленной части ком, выделенифотоприемника ния и определ щения оси диа по фазе сигиа рования по отнирования, о тем, что, с ц ности измерен ческий сигнал сканирования оси диаграммы отношению амп нарной и удво рования,еречного сечения луча нирующегопространстра, регистрации выдеизлучения фотоприемния выходного сигнала с частотой сканироваения направления смеграммы направленности ла с частотой сканиношению к закону скат л и ч а ю щ и й с я елью повышения точий, выделяют электрис удвоенной частотой и определяют смещение направленности по солитуд сигналов с одиенной частотами. скани625540 60 г(.1: е " , (ВНИИПИ Заказ 6302/1 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Изобретение относится к техничес= кой физике и может быть использовано при разработке лазеров со стабилизацией оси диаграммы направленности и снятия профиля лазерного луча.Изнестны способы определения смещения оси диаграммы направленности (ОДН).лазерного луча по положению сфокусированного луча на неподвижном экране 1 .Однако эти скособы недостаточно 10 чувствительны, обладают малой разрешающей способностью, требуют сложной аппаратуры, а используемая, в них оптика вносит дифракционнье искажения. 15Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения смещения ОДН, сущность которого заключается в следующем: выделяют центральную 20 часть поперечного сечения лазерного луча с помощью сканирующего пространственного фильтра, регистрируют выделенную часть излучения фотоприемником, выделяют выходной сигнал фотоприемника с частотой сканирования, определяют направление, смещения ОДН по фазе сигнала с час-" тотой сканиронания по отношению к закону сканирования.Однако это способ недостаточно чувствителен и обладает малой точностью и разрешающей способностью. Это обусловлено тем, что амплитуда составляющей с частотой сканиронания зависит не только от смещения 35 ОДН луча, но и от флуктуаций мощности излучения и расходимости луча.Цель изобретения - повышение точности измерений. 0Для этого по предлагаемому способу выделяют электрический сигнал с удвоенной частотой сканирования и определяют смещение ОДН по соотношению амплитуд сигналов с одинарной и удвоенной частотами сканирования.Минимальный размер выделения части луча. определяется обнаружительной способностью фотоприемника. Сканирование луча ведется в пределах углового размера выделенной части с последующим выделением переменных сигналов с одинарной и удвоенной частотами сканирования и определением смещения ОДН по их соотношению обеспечивают повышение точности 5 способа. Как известно, пространствен- ная структура лазерного поля моды ТЕМоо описывается гауссовым распределениемХ.-2 -где Х - координата,Ф в .размер пучка.Так как функция (1) удовлетворяет условию Дирихле, ее можно разложить в ряд н окрестности точки ХгХС Хф -гжу х а 2 Г( Д:Е -4 - ,И (Х-Х,Хе хеа Х Щ- 4 - Я -8 И (ХХ) +.(г) С учетом модуляции излучения самплитудой Хза счет сканированияи уходов луча Х координату Х можно записать в виде(4) Принимая во внимание четкостьфункции Г(х), .легко видеть, что вы-ражение (4) представляет собой сумму гармоник хгА, =4фХ(зсф)1 С щг ьгВг 1= - Х (-2 - )Об)С учетом малости смещений ОДН лу,ча (х ( В) из соотношений (5) получаютХ= 0,5 Х41 (б)ВиКак видно из полученнбго выражения, поскольку смещение ОДН определяется из соотношения амплитудгармоник, оно не зависит от Флуктуаций мощности, а так как в соотношении (6) отсутствует М, оно не зависит от флуктуаций размера пучка,т.е. расходимости, что и обеспечивает достижение поставленной цели.Для осуществления предлагаемогоспособа используются общеизвестныетехнические средстна, В качестве пространственного фильтра можно использовать диафрагму либо щель, амплитуды гармоник селектируютсястандартными узкополосными усилителями типа У 2-6, а фотоприемйикомможет служить фотоэлектронный умножитель,Тираж 590 Подписное