[實(shí)用新型]基于光柵的高精度激光光束小角度偏轉(zhuǎn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920137649.2
• 申請(qǐng)日: 2009-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201378063Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王燦輝;任雪暢;劉守;張向蘇;劉國(guó)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D11/00
• 分類號(hào): G01D11/00;G02B26/08
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所
• 代理人: 馬應(yīng)森;劉 勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種激光光束偏轉(zhuǎn)裝置，尤其是涉及一種基于光柵衍射實(shí)現(xiàn)激光光束高精度小角度偏轉(zhuǎn)裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常需要使激光光束改變方向，按一定的角度偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡，或者旋轉(zhuǎn)光楔棱鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)機(jī)械方式轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡，可以改變光束至鏡面的入射角，以達(dá)到使反射光束偏轉(zhuǎn)的目的。反射光偏轉(zhuǎn)的角度為反射鏡偏轉(zhuǎn)角度的兩倍，因此偏轉(zhuǎn)角精度僅為反射鏡旋轉(zhuǎn)精度的1/2，使得反射鏡只能用于對(duì)角度精度要求不高的情形。而光楔則可以在小角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高精度的光束偏轉(zhuǎn)，可以用于一些對(duì)光束偏轉(zhuǎn)精度較高的場(chǎng)合，例如星間激光通信終端跟瞄系統(tǒng)中光束傳遞的模擬，或在光電測(cè)量系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)角精度標(biāo)定等。

光楔用于產(chǎn)生光束的小角度偏轉(zhuǎn)的精度受楔角大小限制，楔角越大，偏轉(zhuǎn)和掃描的精度越低，另外對(duì)光楔的加工精度也有很高的要求。由于光楔的加工誤差和楔角大小的限制使得光楔的光束偏轉(zhuǎn)精度被限制在角秒量級(jí)，使得所有使用光楔實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)的場(chǎng)合精度都受到限制。另外楔角越小，加工精度越高，光楔的價(jià)格就越高。

由于楔角的限制，為了提高光束偏轉(zhuǎn)的精度，只能選用高精度的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，例如采用步進(jìn)儀來(lái)旋轉(zhuǎn)光楔，但增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低、偏轉(zhuǎn)精度高的基于光柵的高精度激光光束小角度偏轉(zhuǎn)裝置。

本實(shí)用新型設(shè)有激光器、可測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)臺(tái)、光柵和光闌。光柵設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上且位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的直徑垂直面上，光柵的光柵面背向激光器，激光器設(shè)于光柵前方，激光器發(fā)出的激光光束垂直入射于光柵，并且穿過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸，光闌設(shè)于光柵后的光路中，光闌上設(shè)有透光窗，透光窗只供由光柵產(chǎn)生的一束衍射光通過(guò)。

旋轉(zhuǎn)臺(tái)上最好設(shè)有微調(diào)旋鈕，微調(diào)旋鈕最好為微調(diào)螺桿，微調(diào)旋鈕用于轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臺(tái)。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

為使負(fù)一級(jí)衍射光發(fā)生角度為θ角的偏轉(zhuǎn)，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)而使光柵發(fā)生角度為β角的偏轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)。其中，β角的大小由下式?jīng)Q定：

θ=sin-1(mλd-sin(β))-sin-1(mλd)+β---(1)]]>

其中m為衍射光的衍射級(jí)次，λ為激光器發(fā)出的激光波長(zhǎng)，d為光柵的周期。

則衍射光轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ與光柵轉(zhuǎn)動(dòng)的角度β之間的比值為：

dθdβ=1-cosβ1-(mλd-sinβ)2---(2)]]>