1.7. Аналізатор розподілу інтенсивності в пучку лазерного випромінювання

Даний аналізатор розподілу інтенсивності в пучку лазерного випромінювання розроблений на основі заявки на винахід з позитивним рішенням № 4951652/08/044349/ від 10.07.92 р. поданої В. П. Котляровим, М.Н. Чернявським та В. І. Штомой.

Аналізатор розподілу інтенсивності в пучку лазерного випромінювання, має дзеркальну спицю, закріплену на водилі, кінематично пов'язаному з двигуном його обертання, і два оптично пов'язаних зі спицею фотоприймача, пов'язаних з чутливим перетворюючим пристроєм, який відрізняється тим, що з метою полегшення зчитування інформації за рахунок імпульсних приймачів, дзеркальна спиця виконана у вигляді багатогранника. закріплена на водилі з можливістю обертання навколо власної осі і забезпечена додатковим кінематичним зв'язком.

Відомі конструкції аналізаторів, у яких приймачами випромінювання є лінійка термопари і пластинчасті болометри. Недоліками цих приладів є складність обробки інформаційних сигналів, а також значних втрат потужності аналізуючого пучка через перекриття його перерізу приймачами аналізатора.

Також застосовуються аналізатори з матричними чутливими елементами. Недоліками цих аналізаторів є складність і дороговизна приймачів, перекриття пучка випромінювання під час процедури аналізу.

Метою передбачуваного рішення є спрощення зчитування інформації за рахунок застосування імпульсних фотоприймачів. Досягнення поставленої мети пояснюється тим, що відбите від спиці випромінювання направляється на датчики у вигляді послідовності дискретних сигналів, пропорційних інтенсивності випромінювання в перерізі пучка, де знаходиться спиця. Сигнали краще зчитувати за рахунок можливості застосування датчиків, наприклад, піроприймачів.

Відмінність запропонованої конструкції від відомих полягає в тому, що застосовується обертаюча навколо своєї осі дзеркальна багатогранна спиця, яка, подаючи дискретні сигнали, полегшує їх зчитування фотоприймачами.

На рисунку 7 зображена схема аналізатора. Шестигранна спиця 5 з дзеркальною бічною поверхнею закріплена на водило 3 з можливістю обертання в підшипниках 6. Водило 3 кріпиться за допомогою муфти 8 до двигуна 2. Спиця 5 забезпечена фрикційним приводом її обертання навколо своєї осі, що складається з ролика і плити І0, причому для кращого зчеплення плита підібгана пружинами 7. Двигун 2 і плита 10 на осях 9 установлені на станині 1.

Перед контролем розподілу інтенсивності в лазерному пучку прилад встановлюють на шляху пучка так, щоб вісь обертання водила була Рис. 27. Аналізатор розподілу інтенсивності випромінювання в лазерному пучку.

1- станина; 2- електродвигун; 3- кронштейн, 4-ролик; 5 - спиця; 6 - підшипник;

7 пружина; 8 - муфта; 9 - вісь; 10 –пластина

паралельна осі голок навчання, а перетин останнього перетиналося спицею 5в випадку обертання водила. При включенні двигуна 2 водило 3 обертається осі двигуна разом зі спицею 5, паралельної осі пучка. Спиця перетинає промінь і посилає від своїх граней відбиті сигнали на оптично з нею зв’язані фотоприймачі. При цьому закріплений на ній ролик 4 по плиті 10 аналізатора і надає їй додаткове обертання осі спиці до результаті цього сигнал зі спиці, поступаючий на датчики переривається і на виході фотоприймачів, підключених до перетворюючого пристрою, формується послідовність імпульсів, пропорційних інтенсивності випромінювання в окремих точках пучка випромінювання уздовж двох взаємно перпендикулярних тисках. Отримана інформація виводиться на монітор або вписується у вигляді двох графіків і є характеристикою розподілу

інтенсивності випромінювання в пучку.

Аналізатор розподілу інтенсивності випромінювання в лазерному пучку встановлюється на виході з випромінювача в технологічному блоці.

Взаємне розташування осі пучка випромінювання 1, осі обертання спиці 2 і фотоприймачів 4 і 5 зображена на малюнку 28. З малюнка видно, що всі ці елементи повинні знаходитися на двох дугах кіл. Отримав відстань LK від осі обертання спиці до осі пучка рівним певного значенню, в даному випадку LK = 60 мм, можна визначити місце розташування фотоприймачів. З малюнка видно що ці відстані рівні між собою і дорівнює LK:

MK=NK=LK=60мм.

Спиця обертаюча навколо осі електродвигуна 3, відображає лазерне випромінювання в напрямку датчиків, причому на датчик 4 надходитиме сигнал з дуги кола АВ, а на датчик 5-тої дуги CD. Радіус кіл, на яких розміщені ці дуги дорівнює:

= = 42.4264 42.5мм

З достатньо високою точністю можна вважати, що дуги АВ і СD є прямими лініями і взаємно перпендикулярними діаметрами лазерного пучка. Отже, сигнали вступники на датчики ось що обертається спиці, будуть нести всебе інформацію про розподіл інтенсивності в лазерному пучку по двох взаємно перпендикулярних осях. Цю інформацію можна вивести на дисплей комп'ютера для більш наочного її подання.

Крім того, спиця здійснює обертальний рух навколо своєї осі, тим самим випромінювання на фотоприймачі буде падати не постійно, а з деякими інтервалами. Період проходження імпульсів випромінювання на датчики буде залежити від кількості граней спиці, швидкості її обертання навколо власної осі и величини ролика, що зв'язує спицями з плитою (рис. 27). Ролик може переміщатися по осі спиці змінюючи швидкість її обертання, тим самим змінюючи кількість засвіток фотоприймачів лазерним випромінюванням.