Способ контроля распределения интенсивности в поперечном сечении светового пучка и устройство для его осуществления

(51) НИЕ ИЗ ОПИ ПАТЕНТУ 2 лль ГмбХ (ОЕ)и Хорст Сиверс(ОЕ) Всесоюзной научнции "Фотометрия обеспечение", У,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 1(56) Тезисы докладов 4-йно-технической конфереи ее метрологическое1982, с. 374. Изобретение относится.к лазерной оптике и может быть использовано при формировании и поддержании заданногораспределения. интенсивности по сечениюпучка,Известен способ и устройство для опре-деления распределения интенсивности посечению светового пучка, в котором световой пучок направляют на многоэлементныйоптоэлектрический преобразователь, считывают значения интенсивности для каждого элемента и формируют оптическийсигнал контроля. Недостатком известноготехнического решения является невысокаяточность и необходимость наблюдения завизуальным индикатором, что создает неудобство при регулировке распределения. интенсивности по сечению светового пучка,Целью изобретения является повышение точности и удобства контроля,Указанная цель достигается тем, что вспособе и устройстве формируется акустиПРЕДЕЛЕЕРЕЧНОМ И УСТРОЙНИЯ оптике при заданного по сечению ветовой путный фотомеренные ждого элет звуковые висят от веначений ин з.п.ф-лы,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАС НИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ В ПОП СЕЧЕНИИ СВЕТОВОГО ПУЧКА СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ (57) Использование; в лазерной формировании и поддержании распределения интенсивности пучка. Сущность изобретения: с чок направляют на многоэлемен приемник, сравнивают из значение интенсивности для ка мента с заданными, формирую сигналы, параметры которых за личин отклонений измеренных з тенсивности от заданных, 2 с, и 3 ил. ческий сигнал контроля распределения инЛ тенсивности по сечению светового пучка, СНа фиг. 1 показаны основные компоненты устройства, необходимые для осуществления контроля; на фиг, 2предпочтительное выполнение устройства а по фиг. 1, в котором введена.нормирующая.ступень; на фиг. 3 -другое предпочтитель- у ное выполнение устройства по фиг. 1 и 2, в котором дополнительно вводятся порого- "фф вый блок, второй генератор электрического 4 сигнала звуковой частоты и электрический - ф переключатель, ОСпособ контроля распределения интен-.сивности в поперечном сечении светового фф пучка осуществляется следующим образом,Световой пучок 1, в котором необходимо проконтролировать распределение интенсивности в сечении 2, перпендикулярном оптической оси 3, направляют, например, с помощью зеркала 4 на приемную площадку многоэлементного оптоэлектрического преобразователя 5,считывают - в первой циклической последовательности с преобразователя 5 сигналы измеренных значений интенсивности для каждого элемента, определяют и запоминают отклонения между заданными номинальными и измеренными, значениями интенсивности для каждого элемента и в более медленной циклической последовательности считывают отклонений и для каждого элемента ФормируЮт акустические колебания, высота тока, громкость, частота прерывания или длительность прерывания которых зависят от счйтаннЬх значений отклонений; .Кроме того, значения отклонений предварительно модифицируют в соответствии с монотонной функцией, устраняющей знак отклонения.Значения отклонений сравнивают с заданными предельно допустимыми и при непревышении их формируют дополйительный акустический сигйал,Номинальные значения интенсивности, предельно допустимые значения отклонений и измеренные значения интенсивности нормируют,Устройство койтроля, помимо указанных блоков, содержиттактавый генератор 7, с первой тактовой частотой, мультиплексор 8, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 7, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9, блок 10 памяти номинальных значений интенсивности для отдельных элементов, вход считывания которого соединен со вторым выходам генератора 7, дифференцирующий каскад 11, входыкоторого подключены к выходам блока 10 памяти и. АЦП 9 функциональный преобразователь 12, вход которого соединен с выходом дифференцирующего каскада 11, буферное запоминающее устройство 13, второй тактовый генератор 14 с меньшей тактовой частотой, выход которого соединен с входом считывания буферного запоминающего устройства 13, вход записи которого соединен с вторым выходом тактового генератора 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15, вход которого соединен с выходом буферного запоминающего устройства 13, а выход соединен с управляющимвходом управляемого генератора 16 электрических сигналов звуковой частоты; выход которого соединен с входом электроакустического преобразователя 17.В другом варианте выполнения (фиг, 2) между АЦП 9 и дифференцирующим каскадом 11 введена нормирующая ступень 18, второй вход которой соединен стретьим выходом тактового генератора 7, Нормиру ющая ступень 18 может быть выполнена в виде электрического переключателя 19, сумматора 20 и делителя 21,Вустройство может быть введен пороговый блок 22, второй генератор 23 электрических сигналов звуковой частоты и электрический переключатель 24, первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора 16, второй вход соединен с выходом второго генератора 23, выход со- единен с входом электрического преобразователя 17, а управляющий вход с выходом йерогового блока 22.Пороговый блок 22 может состоять из 10 суммирующей ступени 25, регистра 26 памяти заданных предельна допустимых значений отклонений интенсивности и блока 27 сравнения, При этом вход суммирующей ступени 25 является входом порогового бло- ка 22; а выход блока 27 сравнения является 20 отклонения и вычисленные отклонения запоминаются в буферном запоминающем ус 40 трайстве 13 Пад действием сигнала второго тактового генератора 14 с меньшей тактовой часто 45 той значения отклонений считываются.из буферного запоминающего устройства 13 и поступают через ЦАП 15 на управляющий вход управляемого генератора 16 электрического сигнала звуковой частоты, выпол 50 ненного с возможйостью управления частотой или амплитудой сигнала или частотой или длительностью прерывания генерируемого сигнала. Далее генерируемый.сигнал преобразуется в электроакустиче ском преобразователе 17 в слышимый оператором акустический сигнал контроля, высота тона, громкость, частота или длительность прерывания которого зависит ототклонений измеренных значений интенсивности от номинальных. выходом порогового блока 22.Устройство работает следующим образом.Под действием сигнала тактового гене-25 ратора 7 в первой циклической последова- .тельности с выхода мультиплексора 8 на вход АЦП 9 поступает измеренные оптоэлектрическим преобразователем 5 значения интенсивности светового пучка для 30 отдельных элементов 6 поперечного сечения 2, которые поступают в дифференциру- ющий каскад 11, где вычисляются отклонения измеренных значений от номинальных, поступающих на другой вход диф ференцирующего каскада 11 с выходаблока 10 памяти, далее в функциональном преобразователе 12 (например, в устройстве возведения в квадрат) устраняется знакЕсли интерес представляет не абсолютное, а относительное распределение интенсивности, то в устройство может быть введена нормирующэя ступень 18. При этом по сигналу с третьего выхода тактового генератора 7 электрический переключатель 19 переключается в конце каждого цикла измерения (цикл определяется числом элементов в оптоэлектрическом преобразователе 5), Благодаря этому в каждом четком цикле измерения отдельные измеренные значения интенсивности суммируются в сумматоре 20 и запоминаются в запоминающем устройстве для промежуточных сумм сумматоров 20, а в каждом нечетном циклеизмерения формируются нормированные значения интенсивности в делителе 21 путем деления отдельных измеренных значений на запоминаемое суммарное значение,Если не требуется точное совпадение распределения интенсивности в световом пучке с номинальным, в устройство может быть введен пороговый блок 22, второй генератор 23 электрических сигналов звуковой частоты и электрический переключатель 24, который по сигналу с выхода порогового блока 22 при непревышении отклонений в распределении интенсивности от номинальных предельно допустимых значений отключает электроакустический преобразователь от генератора 16 и подключает его к второму генератору 2.", который генерирует сигнал, отличный от сигнала генератор 16, при этом иэ динамика 17 слышен сигнал, сигнэлизирующий о том, что достигнуто желаемое соответствие между действительным и номинальным распределением интенсивности,Формула изобретения 1. Способ контроля распределения интенсивности в поперечном сечении светового пучка, при котором направляют световой пучок на многоэлементный оптоэлектрический преобразователь и в первой циклической последовательности считывают с преобразователя сигналы измеренных значений интенсивности для каждого элемента и формируют сигнал контроля, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и удобства контроля, задают номинальные значения интенсивности для каждого, элемента, определяют и запоминают отклонения измеренных значений от номинальных, в более медленной циклической последовательности считывают отклонения, для каждого элемента генерируют электрический сигнал звуковой частоты, по крайней мере один из параметров которого модифицируют в зависимости от соответствующего отклонения, и преобразуют электрический сигнал в акустический сигнал кон. троля,2. Способ по и, 1, о т л и ч э ющ и й с ятем, что в качестве модифицируемых пара 5 метров электрического сигнала выбираютчастоту, амплитуду, частоту прерываниясигнала или длительность прерывания.3, Способ по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что перед модифицированием пара 10 метров электрического сигнала модифицируют значения отклонений в соответствии сзаданной монотонной функцией устраняющей знак значение отклонений..4. Способ по пп, 1 - 3, о т л и ч а ю щ и й 15 с я тем, что полученные значения отклонения сравнивают с предварительно заданными предельно допустимыми значениямиотклонения и при непревышении заданногопредельно допустимого значения генериру 20 ют дополнительный акустический сигнал,5, Способ по пп, 1 - 3, отл и ч а ю щ и йс я тем, что полученные значения отклонения в отдельных элементах суммируют,сравнивают сумму с предварительно задан 25 ным предельно допустймым значением отклонения и при непревышении заданногопредельно допустимого значения генерируют дополнительный акустический сигнал.6. Способ по пп.4 - 5, отл ич а ю щи й 30 с я тем, что при непревышении заданногопредельно допустимого значения отключают основной акустический сигнал,7. Способ по пп, 1-6, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что номинальныезначения интен 35 сивности и предельно допустимые значенияотклонения задают как нормированные значения и нормируют измеренные значенияинтенсивности.8, Устройство для контроля распределе 40 ния интенсивности в поперечном сечениисветового пучка, содержащее многоэлементный оптозлектрический преобразователь,выходы которого соединены с входамимультиплексора, управляющий вход которо 45 го соединен с выходом тактового генератора с первой тактовой частотой, а вь 1 ход .мультиплексора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения50 точности и удобства контроля, в устройствовведены блок памяти номинальных значений интенсивности для отдельных элементов, дифференцирующий каскад,функциональный преобразователь, буфер 55 ное запоминающее устройство, второй тактовый генератор с меньшей тактовойчастотой, цифроаналоговый преобразователь, управляемый генератор электрическихсигналов звуковой частоты и электроэкустический преобразователь, при этом выходаналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом дифференцирующегокаскад, к второму входу которого подключенвыход блока памяти номинальных значений, выход дифференцирующего каскада 5соединен с входом функционального преобразователя, выход которого соединен с входом буферного запоминающего устройства,выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с управляющим входомуправляемого генератора электрическихсигналов звуковой частоты, выход которогосоединен с входом электроакустическогопреобразователя, второй выход тактового 15генератора соединен с входом считыванияблока памяти номинальных значений и свходом записи буферного запоминающегоустройства; вход считывания которого соединен с выходом второго тактового генератора,9. Устройство по п.8, овали"чавю щ е ес я тем, что между аналого-цифровым преобразователем и дифференцирующим каскадом введена нормирующая ступень, 25первый вход которой соединен с выходоманалого-циФрового преобразоватеЛя, второй вход соединен с третьим выходом первого тактового генератора, а выход. соединен с первым входом дифференцирующего каскада,10, Устройство по пп. 8 и 9, о т л и ч а ющ е е с я тем, что введен пороговый блок, выход которого соединен с выходом функционального преобразователя, второй генератор электрических колебаний звуковой частоты и расположенный между управляемым генератором электрических колебаний звуковой частоты и электроакустическим преобразователем электрический переключатель, первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора электрических колебаний звуковой частоты, второй вход соединен с выходом второго генератора электрических колебаний звуковой частоты, выходсоединен с входом электроакустического преобразователя, а управляющий вход соединен с выходом порогового блока,11. Устройство йо и. 10, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что пороговый блок состоит из суммирующей ступени, вход которой является входом порогового блока, из регистра памяти заданных предельно допустимых отклонений интенсивности и блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом суммирующей ступени, второй вход соединен с выходом регистра памяти предельно допустимых значений отклоиений интенсивности, а.выход является выходом порогового блока.1755719 Щиг.5Составитель Н,БогданТехред М,Моргентал овдактор О.Спесивых Корректор Н.Б оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2901 Тираж : Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5