SU1157363A1 - Устройство дл определени структуры светового пучка - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ СВЕТОВОГО ПУЧКА, содержащее фотоприемник, расположенный на электромеханическом преобразова теле, и осциллограф, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства и повьшени  точности измерений структуры пучков произвольной формы и длительности, в устройство дополнительно введен фазовращатель, а в качестве фотопри емника использован полупроводниковый гетеррлазер с полосковой актив- ,ной областью, при этом вертикальна  развертка осциллографа соединена с фотоприемником, а горизонтальна  (Л развертка осциллографа соединена через фазовращатель с электромеханическим преобразователем. ел оо О) 00

Description

Изобретение относитс  к квантовой электронике и волоконно 4 оптике и может быть использовано, в частное ти, при определении структуры пучка света.

Известно устройство дл  оценки качества оптики по изображению точки , которое используетс  дл  проверк объективов. Устройство состоит из осветител , точечной диафрагмы, коллиматора, провер емого объектива и горизонтального микроскопа. Осветитель , коллиматор и точечна  диафрагма могут быть заменены лазером. Оценка качества изображени  производитс  при наблюдении с помощью горизонтального микроскопа изображени  точки, кружка Эйри - размеров сфокусированного пучка света СО.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что оно дает лишь качественные представлени  о размере лучка и не обеспечивает пр мого определени  структуры пучка.

Наиболее близким по технической

сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  структуры светового пучка, содержащее фотоприемник , расположенный на злектромеха ическом преобразователе, и осциллограф 2.

Недостатками известного устройств  вл ютс  сложность изготовлени  и .неприменимость дл  измерени  пучков произвольной формы. В устройстве использована ножева  диафрагма, что не позвол ет восстанавливать форму лучка в виде дифракционных колец. Кроме того, это устройство неприме- :нимо дл  обмера пучков произвольной .длительности.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повьшхение точности измерений структуры пучков произвольной формы и длительности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее фотоприемник , расположенный на злектромеханическом преобразователе, и ос- .циллограф, дополнительно введен фазовращатель, а в качестве фотопри- емника использван полупроводниковый гетеролазер с полосковой активной oблacтьЮj при этом вертикальна  развертка осциллографа соединена с фотоприемником, а горизонтальна  развертка осциллографа соединена

через фазовращатель с электромеханическим преобразователем.

На чертеже показана схема устройства .

Устройство содержит фотоприемник представл ющий из себ  полупроводниквый гетеролазер с полосковой активной областью, размещенный на подвижной части 2 электромеханического преобразовател  3 и св занный электрически с усилителем вертикального отклонени  оциллографа 4, горизонтальна  развертка которого соединена электрически с электромеханически преобразователем 3 через регулируемы фазовращатель 5.

Устройство работает следующим .образом.

При освещении пучком света активной области полупроводникового лазера , включенного в фотовольтаическом режиме, возникает сигнал фотоЭДС , пропорциональный интенсивности света, на приемную площадку - полосковую активную область. Полупроводниковый лазер установлен на подвижной части 2 электромеханического преобразовател  3, который запитьшаетс  переменньм синусоидальным напр жением и вызывает перемещение активной области в напралении , перпендикул рном ее ширине . в измер емом сечении пучка, что приводит к модул ции поглощенного света и образованию неравновесных носителей тока, часть которых рекомбинирует вне активной области, а часть носителей тока, проход пщх через .р-fi переход лазера, дает вклад в сигнал фото-ЭДС. Сигнал фото-ЭДС поступает на вход усилител  вертикальной развертки оциллографа 4, горизонтальна  развертка которого синхронизирована с положением активной области фотрприемника или пр мом и обратном ходе развертки, так как она св зана электрически через фазовращатель 5 на R-С цепочке с подстроечиым сопротивлением с напр жением питани  электромеханического преобразовател  3. Фазовращатель устран ет инерционное запаздывание положени  приемной площадки при пр мом или обратном ходе калиброванной развертки осциллрграфа и фотоприемной .площадки. В качестве фотоприемника использован полосковый полупровод никовый гетеролазер на GaAlAf 5aAs. При реализации устройства чувстви тельность фотоприемника 0,5 А/Вт. Размер активной области 0,4-10 мкм что обеспечивает точность определе ки  размеров пучка не хуже I мкм на длине волны 0,8 мкм, усредненног по полоске 10 мкм. Калибровку раз вертки осциллографа определ ют путем анализа интерференционной картины полос с периодом 1,2 мкм, полученных в области пересечени  сбитых под углом пучков от одного лазера, которые анализируют при колебани х фотоприемника в пределах 300 мкм. По числу наблюдаемых на экране осциллографа максимумов на деление определ ют масштаб горизонтальной развертки, ее линейность и разрешающую способность устройства в целом. Наименьший размер эллипти ческого пучка от полупроводникового лазера на длине волны 0,8 мкм, сфокусированного плоскосферической линзой радиусом 40 мкм с апертурой 1,5 из халькогенидного стекла составл ет по половине интенсивности 311 мкм. При регистрации того же пучка в импульсном режиме при длительности импульсов 10 МКС, Следующих с частотой 10 кГц, на зкране 634 осциллографа наблюдают огибающую импульсов при вращении переменного сопротивлени  фазовращател , котора  описывает форму распределени  интенсивности в сечении пучка. Приведенные конкретные параметры устройства за исключением размеров активной области, раздел ющей разрешение и точность измерени  размеров пучка, приведены только в качестве иллюстрации работы устройства Предлагаемое усГтройство можно использовать и дл  измерени  пучков большой мощности, так как зеркала лазера выдерживают плотность излучени  более 1 МВт/см , Изготавлива  гетеролазер из полупроводников с меньшей шириной запрещенной зоны, можно создать устройство дл  измерени  размеров пучков света в ИКдиапазоне , где визуализаци  пучков особенно затруднительна . Быстрое сканирование с частотой 50 Гц позвол ет вести измерени  на фоне низкочастотного механического шума, вибраций системы. Таким образом, устройство  вл етс  простым, позвол ет точно обмер ть структуру пучков произвольной формы и длительности и может найти широкое применение в народном хоз йстве.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ СВЕТОВОГО ПУЧКА, содержащее фотоприемник, расположенный на электромеханическом преобразователе, и осциллограф, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений структуры пучков произвольной формы и длительности, в устройство дополнительно введен фазовращатель, а в качестве фотоприемника использован полупроводниковый гетеррлазер с полосковой активной областью, при этом вертикальная развертка осциллографа соединена с фотоприемником, а горизонтальная развертка осциллографа соединена через фазовращатель с электромеханическим преобразователем.

   ι 1157363 2