УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
APPARATUS FOR CONTROLLING AND ADJUSTING OPTICAL DEVICES

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для юстировки оптических элементов, а также для контроля энергетики инфракрасных и других лазерных приборов.
Известно устройство для юстировки оптических элементов (А.С. №16599552, G02B 7/00, опубл. 1991 г.), содержащее корпус, в котором размещена оправа с оптическим элементом, промежуточное кольцо, установленное на той же оправе с возможностью проскальзывания по поверхности этой оправы, регулировочные винты, опоры вращения, установленные в ползунах, и направляющие. В оправе жестко закреплены цапфы, а две другие цапфы закреплены в промежуточном кольце. Данное устройство позволяет производить угловые повороты, перемещения оправы с оптическим элементом вдоль оптической оси с увеличенным диапазоном регулирования и высокой стабильностью положения оптического элемента. Однако данное устройство имеет слишком сложную конфигурацию, так как содержит много механических элементов.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство для контроля и взаимного расположения осей отверстий (А.С. №1774163, G02B 11/27, опубл. 1992 г.), которое содержит расположенные последовательно на оптической оси неподвижный (контролируемый) элемент и подвижный эталонный элемент, выполненный с возможностью поворота и фиксации в заданном положении с помощью профильного паза вместе с пентапризмой, обеспечивающей визуализацию осей отверстий, их совмещение и измерение. Данное устройство не позволяет измерять энергетические характеристики оптических приборов, имеющих два канала - визирный и информационный, имеет сложную конструкцию, так как содержит в себе пентапризму и, кроме того, не позволяет проводить юстировку.
Задачей изобретения является разработка устройства для контроля и юстировки оптических приборов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - создано устройство, обеспечивающее возможность проведения контроля оптических приборов, имеющих два канала - визирный и информационный с помощью измерения энергетических характеристик и юстировка этих приборов, при упрощении конструкции.
Это достигается тем, что в устройстве для контроля и юстировки оптических приборов, содержащем последовательно расположенные на оптической оси неподвижный и подвижный элементы, при этом подвижный элемент закреплен в трубе, которая, в свою очередь, установлена с возможностью поворота вокруг оптической оси и фиксации в определенных положениях, в отличие от известного, неподвижный элемент выполнен с прозрачными штрихами, центральной и периферийными круговыми зонами на непрозрачном фоне, а подвижный элемент представляет собой непрозрачную маску - диск с прозрачными или сквозными штрихами и центральной и периферийной круговыми зонами, труба расположена в неподвижной обойме, на внутренней поверхности обоймы выполнена лунка для контакта с шариком подпружиненного штока, установленного радиально к оптической оси во внутренней полости трубы за маской-диском с возможностью скольжения по внутренней поверхности обоймы с помощью шарика, расположенного в боковом отверстии трубы, при этом центральная круговая зона маски-диска перекрыта подпружиненным штоком, а при контакте шарика с лункой - свободна. На внешней поверхности трубы по окружности за подпружиненным штоком выполнены лунки для поочередной фиксации положения трубы фиксирующим упором, выполненным в виде подпружиненного фиксирующего штока с шариком, контактирующим с лункой, причем фиксирующий шток расположен внутри обоймы.
На фиг.1 показан неподвижный элемент, на фиг.2 показан подвижный элемент и на фиг.3 показана конструкция устройства для контроля и юстировки оптических приборов.
На фиг.1 показан неподвижный элемент, выполненный в виде сетки 1 с прозрачными участками на непрозрачном фоне. Прозрачные участки представляют собой штрихи 2, расположенные на центральных взаимно перпендикулярных осях сетки, не доходящие до свободной центральной зоны. В центре сетки 1 находится круговая зона в виде прозрачного круга 3, диаметром 0,04 мм, и периферийные круговые зоны в виде четырех прозрачных кругов 4, равноудаленных на расстояние 1 мм от центра сетки на осях расположения штрихов 2. Диаметры кругов 4 равны 0,04 мм. Прозрачные участки получены на поверхности пластины методом фотоосаждения в вакууме.
На фиг.2 показан подвижный элемент, выполненный в виде непрозрачной маски-диска 5 с четырьмя прозрачными штрихами 6, центральной прозрачной круговой зоной 7 и периферийной прозрачной круговой зоной 8. Штрихи 6 расположены на центральных взаимно перпендикулярных осях маски-диска 5. В центральной части находится прозрачная круговая зона в виде круга 7, с центром, совпадающим с центром маски-диска 5 и одна периферийная прозрачная круговая зона 8 в виде круга диаметром 0,3 мм, центр которой находится на расстоянии 1 мм от центра маски-диска 5 по оси, расположенной под углом 45° к одному из штрихов. Маска-диск 5 может быть выполнена в виде стеклянной плоскопараллельной пластины с непрозрачным фоном, а штрихи 6 и круговые зоны 7 и 8 выполнены в виде прозрачных участков методом фотоосаждения в вакууме. Кроме того, маска-диск 5 может быть выполнена из металла со сквозными пазами 6 и отверстиями 7 и 8. Штрихи 6 имеют большую ширину, чем штрихи 2, круговые зоны 7 и 8 имеют больший диаметр, чем круговые зоны 3 и 4 (фиг.1).
На фиг.3 показано устройство для контроля и юстировки оптических приборов. Устройство состоит из неподвижного контролируемого элемента, выполненного в виде сетки 1 и расположенного на оптической оси. За сеткой 1 на оптической оси расположена маска-диск 5, жестко закрепленная в трубе 9. Труба 9 установлена с возможностью поворота вокруг оптической оси вместе с маской-диском 5 и расположена внутри неподвижной обоймы 10. На внутренней поверхности обоймы 10 выполнена лунка, контактирующая с шариком 11 подпружиненного пружиной 12 штока 13. Шток 13 расположен во внутренней полости трубы 9 за маской-диском 5, причем шарик 11 установлен в боковом отверстии трубы 9 с возможностью скольжения по внутренней поверхности обоймы 10, на которой выполнена лунка. Шток 13 расположен радиально к оптической оси и перекрывает центральные круговые зоны 7 и 3 соответственно маски-диска 5 и сетки 1, когда шарик 11 не входит в лунку обоймы 10. На внешней поверхности трубы 9 в сечении, расположенном за штоком 13, выполнено несколько лунок для фиксации положения маски-диска 5 относительно сетки 1, а в обойме 10 выполнено фиксирующее устройство, состоящее из подпружиненного фиксирующего штока 14, пружины 15 и шарика 16. Шарик 16 при повороте трубы 9 поочередно контактирует с лунками на внешней поверхности трубы 9.
Устройство для контроля и юстировки оптических приборов работает следующим образом: для поочередного перекрытия круговых зон 3 и 4 сетки 1 в определенной последовательности используется маска-диск 5, которая может поворачиваться вокруг оптической оси, причем шток 13 перекрывает центральную круговую зону 7 маски-диска 5 и центральную круговую зону 3 сетки 1. При перекрытой центральной круговой зоне 3 и 7 круговая зона 8 маски-диска 5 поворачивается совместно с маской-диском 5 вокруг центра маски-диска 5 и поочередно перекрывает периферийные круговые зоны 4 сетки 1. При этом поочередно проходят световые потоки от источника излучения сквозь периферийные круговые зоны 4. При выведенном штоке 13 из области центральных круговых зон 3 и 7 периферийная круговая зона 8 расположена под углом к горизонтальной оси, проходящей через горизонтальные штрихи 6, так что световой поток не проходит через периферийные круговые зоны 4, при этом световой поток проходит насквозь через центральные круговые зоны 3 и 7. Шток 13, расположенный внутри трубы 9, поджимается пружиной 12 к обойме 10 через шарик 11. Обойма 10 имеет одну фиксированную лунку за маской-диском 5 и неподвижна. При вращении трубы 9 совместно со штоком 13, пружиной 12 и шариком 11 и при попадании при этом шарика 11 в лунку в обойме 10 происходит открытие центральных круговых зон 3 и 7 за счет выведения штока 13 из светового пучка, проходящего через центральные участки сетки 1 и маски-диска 5. При дальнейшем развороте трубы 9 шток 13 перекрывает центральные круговые зоны сетки 1 и маски 5 за счет вывода шарика 11 из лунки обоймы 10. Фиксирующий шток 14 при развороте трубы 9 обеспечивает фиксацию круговых зон 4 сетки 1 напротив круговой зоны 8 маски-диска 5 за счет фиксации пружиной 15 шарика 16 в трубе 9.
Устройство для контроля и юстировки оптических приборов может быть использовано для контроля энергетических характеристик лазерного прибора, имеющего визирный и информационные каналы, так что круговые прозрачные зоны сетки используются для оценки энергетических характеристик информационного канала, а прозрачные штрихи сетки служат для точной наводки визирного канала контролируемого лазерного прибора. При этом круговые прозрачные зоны сетки засвечиваются поочередно по определенному закону через маску от информационного канала контролируемого лазерного прибора и лучистая энергия поступает на приемник.
Предлагаемое устройство для контроля и юстировки оптических приборов позволяет производить повороты подвижного оптического элемента на несколько фиксированных положений относительно центра оптической оси на значительные углы (например, 300°) за счет разворота подвижной трубы в обойме. Кроме того, имеется возможность юстировки - разворота всей конструкции предлагаемого устройства, включающего сетку, маску-диск и другие механические элементы, вокруг оптической оси, проходящей через центр сетки и маски на угол ±3° в общем корпусе для совмещения прозрачных штрихов сетки с перекрестием визирного канала контролируемого лазерного прибора.
Таким образом, в результате предложенного технического решения обеспечено получение технического результата: создано устройство для контроля и юстировки оптических приборов с возможностью проведения контроля оптических приборов, имеющих два канала, визирного и информационного, с помощью измерения энергетических характеристик и юстировки этих приборов, при упрощении конструкции.