Устройство для юстировки оптических элементов

(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР(56) 1. Патент США У .3700313,кл. 350/288, 1974,2. Авторское свидетельство СССРВ 395794, кл, Н 01 8 3/02, 1973(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее держатель, разделенный на три секциидвумя пазами, основания которых взаимно перпендикулярны, одна секциядержателя - внешняя неподвижная, адве другие - внутренняя и внешняя подвижные, регулировочный винт, вза"имодействующий со свободным концомвнутренней подвижной секции, и контр" 3(50 С 02 В 7/18 Н 01 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.10993Изобретение относится к устройствам для юстировки и поворота оптических элементов, в частности в лазерной технйке, а более коцкретно кконструкции узла юстировки и поворотарезонаторных отражателей, и может бытьиспользовано в перестраиваемых по длинам волн молекулярных лазерах инфракрасного диапазона (Со-, С 02 -,И, 0-, НГ-лазерах и др,) для юстировки10селективного резонаторцого отражателя(эшелетта) и его поворота, осуществляющего перестройку рабочей длиныволны лазера,Известно юстировочное устройство,состоящее из неподвижной и двух подвижных секций, разделенных пазами,и регулировочне 1 х винтов, причем основания пазов взаимно перпендикулярны, 10 стировка осуществляется с помощью винтов, упирающихся в свободныеконцы подвижных секций. Жесткостьконструкции этого устройейтва достигается за счет упругих свойств оснований пазов 1, 25Недостатками данного устройства являются малый возможный угол поворота,при котором еще сохраняется необходимая жесткость, низкая точностьустановки угла и неудовлетворительная воспроизводимость угла поворота,Наиболее близким к изобретениюПО ТЕХНИЧЕСКОЙ СущНОСтИ ЯВПяЕЕЕсСяюстировочное устройство, содержащеедержатель, разделенный на три секции35двумя пазами, основаееия которых взаимно перпендикулярны, одна секциядержателя - внеепняя неподвижная, адве другие - внутренняя и внешняяподвижные, регулировочный винт, вза 40имодействующий со свободным концомвнутренней подвижной секции и контрвинт. Юстировка и Фиксация поворота относительно каждой из осей, проходящих через основания пазов, осуществ ляется с поЕлощью двух винтов, при ЭТОМ ОДИН ИЗ ВИНТОВ ВБЕЛЕЛЕИГаЕГСЯ В неподвижную при данной юстировке секцию и упирается в свободный конец 50 подвижной секции, другой же винт (контрвинт) ввинчивается в подвижную секцию и фиксирует тем самым выбранный угол поворота. Указанное устроелство обладает возможностью незави симой юстировки относительно взаимноперпендикулярных осеи. кроме того, в пределах поворота, составляющего 04 2доли градуса, обладает хорошей воспроизводимостью поворота и виброзащицЕенностью 2 .Недостатками известного устройстваявпяктся малый диапазон перестройкиугла поворота, при котором обеспечивается цеобходимая жесткость конструкции, низкая точность установки углаповорота и неудовлетворительная воспроизводимость при перестройке дляиспользования его в перестраиваемыхпо длинам волн молекулярных лазерах И 1(-диапазона. Применение обычных селективных оптических элеменов (например эшеллета) в качестверезонаторного отражателя требует обеспечения угла поворота порядка нескольких градусов для перестройки по диапазону генерируемых волн.Применение обычных винтов для обеспечения плавных поворотов на такие углы затруцнено из-за противоречивоститребований большой нагрузочной способности винта (для сохранения жест,кости конструкции) и мелкого шага егорезьбы,Целью изобретения является расширение диапазона перестройки, улучшецие воспроизводимости перестройки иуьеличение точности установки угла поворота подвижной части устройства,Поставленная цель достигается тем, что устройство для еостировки 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, регулировочцый 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 внутреееней резьбы первого винта при этом первый 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 10993разделяющего внутреннюю и внешнююподвижные секции.На фиг.1 изображено устройстводля юстировки оптических элементов,вид спереди, разрез, на фиг;2 - то же,5вид сверху.Устройство для юстировки оптических элементов состоит из внешней неподвижной секции 1, внутренней подвижной секции 2, внешней подвижнойсекции 3, паза 4, разделяющего неподвижную и внутреннюю подвижную секции, с основанием, паза 5, разделяющего внутреннюю и внешнюю подвижныесекции, с основанием, пары регулировочного 6 и фиксирующего 7 винтов,первого винта 8 составного дифференциального винта, второго винта 9 составного дифференциального винта,шарнира 10 с осью,отсчетного устройст-ова 1 обоймы 12,эшелетта 13,пьезоке-,рамического элемента 14.При использовании устройства неподвижная секция 1 крепится к ребружесткости резонатора. Эшелетт 13 устанавливают так, что его плоскостьпересекает плоскость секции 3 под углом, равным углу блеска, а штрихиэшелетта параллельны оси поворотасекции 3 относительно секции 2 (осиповорота эшелетта), которая проходитчерез основание паза 5, разделяющегоэти секции. После установки эшелеттапроизводят его юстировку, с помощьюкоторой добиваются перпендикулярности35плоскости секции 3 оси резонатора.Юстировку производят с помощьв винтов6 и 7, которые осуществляют поворотсекции, 2 относительно секции 1 вдольоси, проходящей через основание паза 4, разделяющего эти секции, а также фиксацию выбранного положения.Эта ось перпендикулярна оси поворотаэшелетта, поэтому в результате получают генерацию на одной из линийлазера (в случае необходимости длинарезонатора подстраивается путем по"дачи напряжения на пьезокерамическийэлемент 14). После этого вращениемсоставного дифференциального винтаосуществляют перестройку на требуемую линию генерации. Составной диф 04 4ференциальный 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 составлять0,1. 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 отдель" ную 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 не- воспроизводимости и неравномерности 3поворота, 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 од- новременном 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 веществв инфракрасной области.