[实用新型]激光束横向光强分布扫描仪

说明书

本实用新型涉及激光束横向光强分布扫描装置，属于电子测量仪表类。

现有激光束横向光强分布测量仪采用步进电机沿垂直于激光束方向移动，通过一个小孔光阑后置一探测器来测量光束横向光强分布，并通过一个X－Y画图仪来输出测量结果。这种方法可测量连续激光光束横向光强分布，且成本低。但速度慢不能实现即时观察与测量。且因速度慢，所测光强分布为非同一截面的光强分布，光强分布图两点间值时间差较大，因而误差较大。

本实用新型的目的就是为了避免现有技术不足之处，而提供一种连续激光束横截面光强分布的快速扫描，实现即显即测输出方式并可同时测量激光束光束半径和实现激光腔的动态调整的激光束横截面光强分布扫描仪。

本实用新型的原理如下：

当激光束入射到转镜上时，由于转镜的偏转，将入射激光反射偏转扫过小孔光阑，小孔光阑后的探测器接收到光束横向截面的光通量，可获得光束强度分布。扫描线位置可通过调节转镜的倾斜角来改变，使扫描线扫过光束横截面的中心直径。为防止当转镜垂直于入射光束时，反射光反馈入激光腔内，转镜和垂直方向置一小角。即转镜中心和小孔光阑孔及探测器中心连线与水平线有一小夹角约1°～5°。

探测器输出信号接入示波器显示。由于示波器扫描线扫描速度往往与光线扫描速度不一致，（光线扫描速度是马达转速的两倍）。为获得示波器上显示较稳定图象，在转镜下部同轴安置一个转盘，转盘侧面有一小孔，转盘下方固定一小光源，转盘上方有一光电二极管，当转盘小孔转至光电二极管处时，光电二极管输出一个脉冲信号，此脉冲信号通过整形和延时电路输入示波器作为内触发信号。在示波器显示屏上获得光强分布的较稳定图象。通过改变同步信号脉冲的延迟时间，来调节图象在示波器显示屏上的位置。用上述方法实现观察和测量光束强度分布及实现谐振腔的动态调整。

光束半径的测量是用下述方法得到的，由于在镜面上反射光束偏转角度是转镜转角的两倍，当知道了转镜中心到探测器中心的距离后，可得光束的直径为D＝ (τ)/(T) 2πl.l为转镜中心到探测器中心的距离，τ为光束强度分布在示波器上显示的时间宽度。T为反射光束转一周所需时间（其为马达转一周所需时间的二分之一）。

由于采用同步脉冲作为内触发信号，在示波器上我们可读到相邻两次触发脉冲的时间间隔即为马达转一周所需时间，就可知T，因而光束半径0.5×D。

附图说明：

图1.1  光束强度分布扫描仪结构示意图

图1.2  A－A剖面图

图1.3  B－B剖面图

1.探测器外壳前顶紧螺丝

2.探测器外壳后空心顶紧螺丝

3.探测器外壳右顶紧螺丝

4.探测器外壳左顶紧螺丝，中心带一直径为φ0.5mm的微孔即小孔光阑。

5.探测器外壳

6.转镜    7.转镜架

8.转盘    9.转盘与马达转轴的紧固螺丝

10.偏转外壳    11.马达

12.转轴顶紧螺丝    13.马达偏转螺丝

14.马达偏转拉簧固定螺丝    15.马达偏转拉簧

16.激光束入口    17.小灯泡

18.小灯泡固定螺丝    19.小灯泡光出口

20.转盘小孔    21.光电二极管

22.探测器信号输出端口    23.光电二极管脉冲信号输出端口

24.直流电源供电五芯端头    25.测量仪外壳后盖

26.测量仪外壳上盖    27.测量仪外壳

28.偏转外壳直孔

图2  工作原理图

29.入射激光束    6.转镜

8.转盘    30.取样小孔

17.小灯泡    21.光电二极管

11.马达    31.小孔光阑

32.探测器    33.示波器

34.同步信号整形和延时电路    35.探测器控制电源

36.同步信号及马达电源

图3  同步信号整形和延时电路电原理图

图4  五芯电源线插头座

（1）.6V输入    （2）.0～12V输入

（3）.＋15V输入    （4）.－15V输入

（5）.地线

本实用新型用以下的方法实施：

看图1、图3、图4。