Устройство для регистрации и измерения угловой расходимости лазерного излучения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союа Соаетокиа Социалиотичеокиа РеопубливЗависимое от авт. свидетельстваМ, Кл. Н 01 з 3/00 Заявлено 25,1.1971 ( 1615787/26-25)с присоединением заявкиПриоритет Опубликовано 05,17,1973. Бюллетень М Дата опубликования описания 16.7.197 Комитет ие делам иаобретеииЯ и открыти ири Совете Миииотроа СССРУД 75.8(088. Авторыизобретени И. Крылов, Ю онин и А, С. Митрофано енинградский институт точной механики и опти ая вите УСТРОЙ ВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙАСХОДИМОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ явлг и не Изобретениеизмерения и к о излучения.Известны устройства для измерения угло. вой расходимости излучения лазера, в которых в качестве регистрирующего устройства, приемная поверхность которого размещается в фокальной плоскости объектива, используется сканирующее фотоэлектрическое устройство с узкой входной шелью, перемещаемое поперек луча.Недостатками известного устройства ются наличие сканирующих элементов высокое быстродействие. относится к устройствам дляонтроля параметров лазерног 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 системои измерения длительности импульсов, подключенной и цифровому устройству.На чертеже показано предложенное устрой ство для регистрации иизмерения угловойрасходимости лазерного излучения.Излучение лазера 1, угловая расходимостькоторого измеряется, поступает через ослабитель 2 на вход телескопической системы Л, 10 которая увеличивает угловую расходимостьлазерного пучка, а затем на линзу 4, в фокальной плоскости которой (на расстоянии ) помещен экран передающей телевизионной трубки 5, питаемой от блока б. Размер пят на на экране передающей телевизионнойтрубки б пропорционален угловой расходимости лазерного излучения.Телескопическая система 3 предназначенадля увеличения в заданиое число раз (равное 20 кратности увеличения телескопа) угловойрасходимости измеряемого излучения с целью увеличения размера пятна на экране передающей трубки 5 при разумных фокусных расстояниях линзы 4. Телескопическая си стема 3 может быть заменена микроскопом,увеличивающим изображение фокального пятна и проектирующим его на экран трубки б. При этом даже при малых угловых расходимостях измеряемого излучения размер 30 пятна в фокальной плоскости может быть по.лучен достаточно большим, что значительно уменьшает требования к разрешающей способности трубки 5 и обеспечивает большую точность измерений.На экране передающей телевизионной трубки б 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 б в линейном режиме интенсивность излучения лазера регулируется ослабителем 2). Таким образом, распределение интенсивности в пятне на экране телевизионной трубки Б 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 по 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:р = агс 1 дГ 15где- полуугол расходимости на заданномуровне интенсивности;о - скорость перемещения электронноголуча по экрану передающей телевизионной трубки;- фокусное расстояние линзы 4;т - длительность импульса, измереннаяна заданном уровне амплитуды;Г - угловое увеличение телескопической 25 системы. 20 Предмет изобретенияУстройство для регистрации и измеренияугловой расходимости лазерного излучения, З 0 содержащее ослабитель, телескопическую систему и объектив, в фокальной плоскости которого размещена плоскость регистрации, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и возможности контроля изме нений расходимости во времени, плоскостьрегистрации выполнена в виде экрана пере-.дающей телевизионной трубки, выход которой соединен с системой измерения длительности импульсов, подключенной к цифровому 40 устройству.376851 Составитель Н. Михайлова Техред Т. Курилко Корректор Л. Царькова Редактор Т. Орловская Заказ 1312/6 Изд.384 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5