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激光准直仪的技术条件

2023.1.03

激光准直仪中的激光束

激光用于准直时,激光束作为参考轴线。因此准直精度与选作参考的激光束本身的特性密切相关,作为参考轴线的激光束必须有一定特性 [2]  :

(1)在激光束任意截面上其光强分布应有稳定的中心,并且这些中心的轨迹必须是一直线。激光束截面的强度分布应与有关的中心峰值成对称分布。当激光束截面的波前具有单一位相时,即具有高斯分布时,就能满足这个条件。

(2)为了获得高的准直精度,希望中心峰值的光强以很快的速度向两边下降。

(3)激光束要有高度的稳定性。

(4)必须同时满足光束直径最小的变化和光束能量最大的集中这两个条件。因此,应根据最大准直距离和准直精度的要求选择合适的望远镜放大倍数。

光束中心的检测

(1)激光束强度分布曲线的形状应使在有效使用范围内,偏离直线轴的位移和输出信号间有近似线性关系。

(2)光束直径的变化会使线性关系发生变化,因此在放大器中需有增益调整,以补偿这种变化。

(3)在任意的确定位置能够检测系统的灵敏度。

(4)光电接收器元件要准确定位,并应有完全相同的光电特性。一般来说,应加一个平衡电阻来消除此差异。

(5)为了消除大气扰动等无规则信号的影响,可采用确定光束位置的电学平均方法。并且其平均时间应足够长,以便消除空气的短期扰动。

激光准直仪的结构方面

(1)激光准直仪的结构应当与通常用的光学准直工具标准相一致。并且准直光束与机械轴中心的平移精度应小于

 0.02毫米,角精度在

 1秒以内。激光束应具有良好的长期稳定性,能经受普通车间中的冲击和振动。而短期稳定性则要求在加热后其光束位置漂移应小于1秒/小时。

(2)激光管应有良好的密封性,以防止灰尘、油滴等的影响。

(3)激光应稳定地以单横模TEM振荡,并且其光强应有平滑的强度分布。利用空间滤光片是必要的。

(4)激光输出功率应尽量低,以便减少热效应引起的不稳定性和安全使用。激光功率以一毫瓦左右为宜。

(5)为了消除杂散光的影响,必须采用干涉滤光片。

(6)激光管替换方便。


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