[发明专利]测定高斯光束束腰位置和尺寸的装置及方法

摘要

一种测定高斯光束束腰位置和尺寸的装置及方法。该装置由光路装置和电路装置构成：沿参考光源输出的参考光方向依次置有凸透镜组、架于光纤耦合架上的多模光纤、分束片，参考光经过所述的分束片后分成透射光R(t)和反射光R(f)，在反射光R(f)方向有第一反射镜，所述的透射光R(t)方向依次是第一器件组和第二器件组，在所述的第一反射镜的反射光方向依次是所述的分束片、偏振片、小孔光阑和二极管光电探测器；电路装置包括位置探测器信号处理电路、高压放大电路、三角波产生电路、±15V运放电源、输入插座和具有PCI数据采集板的计算机。本发明可大大降低测量成本和测量误差。

主权项

1、一种测定高斯光束束腰位置和尺寸的装置，其特征在于该装置包括：光路装置：沿参考光源输出的参考光(R)方向依次置有凸透镜组(1)、架于光纤耦合架(2)上的多模光纤(3)和分束片(4)，参考光(R)经过所述的分束片(4)后分成透射光R(t)和反射光R(f)，在反射光R(f)方向有第一反射镜(5)，所述的透射光R(t)方向依次是第一器件组(6)和第二器件组(7)，在所述的第一反射镜(5)的反射光方向依次是所述的分束片(4)、偏振片(10)、小孔光阑(11)和二极管光电探测器(12)；所述的第一器件组(6)的构成是：第二反射镜(13)固定于圆筒形的压电陶瓷(14)的前端面上，该压电陶瓷(14)的后端面粘有环形陶瓷片(15)并固定在圆环形底座(16)上，在该圆环形底座(16)的另一面是具有外螺纹(17)的后端镜筒(18)，在该后端镜筒(18)的后端面有第一平凸透镜(19)，所述的第二反射镜(13)、压电陶瓷(14)、环形陶瓷片(15)和第一平凸透镜(19)同光轴，所述的外螺纹(17)固定在一个镜筒式二维角度调整架上；该镜筒式二维角度调整架固定在一个可以沿被测光前进方向和被测光前进方向的垂直方向调整的二维手动直线调节台上；所述的第二器件组(7)为一内接式镜筒，镜筒前端插槽内置有第二平凸透镜(20)，镜筒后端面中心处固定有位置探测器(22)，镜筒中部是外螺纹(21)，所述的第二平凸透镜(19)和位置探测器(21)同光轴，所述的外螺纹(21)固定在镜筒式二维角度调整架上；该镜筒式二维角度调整架固定在一个可以沿被测光前进方向和被测光前进方向的垂直方向调整的二维手动直线调节台上，此平台拥有微米量级精度的螺旋微调旋钮；上述元部件固定在一块底板上，并使所述的凸透镜组(1)、架于光纤耦合架(2)上的多模光纤(3)的两端口、分束片(4)、第一器件组(6)、第二器件组(7)、偏振片(10)、小孔光阑(11)和二极管光电探测器(12)的水平中心处于同一水平高度上；一块刀片(8)固定在第二反射镜(13)的面向被测高斯光束(G)前进方向的侧缘上，该刀片(8)的刀刃横向垂直于被测高斯光束(G)，在该刀片(8)的另一面，沿被测高斯光束(G)传播方向置有光电探测器(9)；所述的透射光R(t)透过第一器件组(6)前端的第二反射镜(13)的透射光经第一平凸透镜(19)后经过第二器件组(7)入瞳内的第二平凸透镜(20)到达所述的位置探测器(22)；所述的分束片(4)和第二反射镜(13)的前表面之间的光路构成迈克尔逊干涉仪的测量臂，分束片(4)和第一反射镜(5)之间的光路构成迈克尔逊干涉仪的参考臂，所述的测量臂与参考臂的臂长相等；电路装置包括：位置探测器信号处理电路(23)、高压放大电路(24)、三角波产生电路(25)、±15V运放电源(26)/输入插座(27)和具有PCI数据采集板(28)的计算机(29)，所述的三角波发生电路(25)的电压输出端(31)经高压放大电路(24)连接至接至圆筒形压电陶瓷(14)的内表面的电线输入端(24)，所述的位置探测器信号处理电路(23)的两个信号电流输入端(35)(36)与位置探测器(14)的两路光电流信号输出端(37)(38)相连接，所述的输入插座(27)的模拟输入端子组背后的触针连接端组(39)分别与所述的二极管光电探测器(12)的输出端(39)、光电池光电探测器(9)的输出端(40)、三角波产生电路(25)的输出端(31)、位置探测器信号处理电路(23)的输出端(30)、位置探测器(22)输出端(37)(38)相连；所述的输入插座(27)经数据线与所述的计算机(29)的输入插座(41)连接。