УСТРОЙСТВО ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

Область техники
Полезная модель относится к области лазерной техники, в частности к котировочным устройствам резонатора лазера и может быть использована в лазерной технике и в оптическом приборостроении.
Уровень техники
Известно устройство юстировки глухого и выходного зеркал в лазере, в конструкции которого предусмотрена возможность микрометрической подачи зеркал [1].
Известно также устройство юстировки оптического элемента, в котором оправа с закрепленным оптическим элементом с помощью сильфона соединена с корпусом и может перемещаться относительно корпуса. В качестве промежуточных элементов между корпусом и оправой предусмотрены находящиеся две вращающиеся кольцевые шайбы, зажатые упругостью сильфона и соприкасающиеся наклонными поверхностями. Юстировка обеспечивается за счет поворота кольцевых шайб [2].
Известным устройствам юстировки оптических элементов [1-2] присущ ряд недостатков - недостаточная устойчивость к вибрациям и к работе в условиях значительных перепадов температуры.
Последнее устройство [2], как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является создание устройства юстировки оптического элемента, имеющего возможность плавной и точной настройки с высокой чувствительностью в малых угловых диапазонах и обладающего стойкостью к воздействию вибраций и значительных перепадов температур.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, устройство юстировки оптического элемента, включает корпус, оптический элемент, закрепленный на оправе, соединенной с корпусом с возможностью перемещения коаксиально оптической оси посредством двух кольцевых шайб, соприкасающихся своими клинообразно скошенными поверхностями. Новым в устройстве является то, что оно снабжено шарниром, образованным сферической поверхностью оправы и конической поверхностью корпуса и обеспечивающим возможность отклонения оптического элемента от оптической оси.
Благодаря наличию шарнира оправа, где закреплен оптический элемент, может поворачиваться относительно корпуса и сохранять заданное состояние длительное время в условиях значительных вибраций и перепадов температуры.
Рассмотрим пример выполнения предлагаемого устройства юстировки оптического элемента.
На фиг.1 показано продольное сечение устройства, на фиг.2 - его внешний вид. При этом: 1 - оправа, 2 - оптический элемент, 3 - гайка, 4 и 5 - кольцевые шайбы, каждая из которых выполнена с одной скошенной торцевой стороной; φ - угол скоса поверхности шайбы; А - резьбовые отверстия на наружных поверхностях шайб, 6 - корпус, Б - цилиндрический участок корпуса; В - конусный участок корпуса, 7 - спица (2 шт).
Устройство реализовано следующим образом. Юстируемый оптический элемент 2 установлен и закреплен в оправе 1 известным в оптике способом. Опорная поверхность корпуса 6 для установки кольцевых шайб 4 и 5 состоит из цилиндрического Б и конусного В участков, причем длина цилиндрического участка Б не превышает наименьшую ширину кольцевой шайбы 4, а угол наклона конусного участка В несколько превышает удвоенное значение угла скоса одной кольцевой шайбы. На корпус 6 надеты две кольцевых шайбы 4 и 5, коаксиально расположенные относительно оптической оси устройства и соприкасающиеся сторонами, скошенными под углом φ. В начальный момент кольцевые шайбы 4 и 5 расположены так, что их наружные торцевые стороны параллельны друг другу, для чего по рискам совмещаются наибольшая ширина одного кольца с наименьшей шириной другого кольца. Гайка 3 имеет сферическую поверхность в зоне контакта с кольцевой шайбой 5 для того, чтобы при любом угловом положении кольцевых шайб добиться соприкосновения поверхностей без зазора. Гайка 3 с определенным усилием затянута так, что прижимает без зазора кольцевые шайбы 4 и 5 к корпусу 6 и обеспечивает предварительное натяжение. Кольцевые шайбы 4 и 5 зажаты между корпусом 6 и гайкой 3, но могут вращаться друг относительно друга.
Юстировка осуществляется с помощью спиц 7, которые вворачиваются в резьбовые отверстия А на наружной поверхности кольцевых шайб 4 и 5.
С помощью спиц 7 каждую из шайб 4 и/или 5 поворачивают вокруг оптической оси. При этом возникшее усилие передается через гайку 3 и вызывает деформацию и угловое перемещение оправы 1 с установленным в ней оптическим элементом 2, обеспечивая плавную и точную юстировку с высокой степенью чувствительности в очень малых угловых диапазонах.
Угловые перемещения оптического элемента 2 обеспечиваются за счет шарнира, образованного сферической поверхностью, имеющейся на оправе 1 и конической поверхностью на корпусе 6. Диапазон и точность регулировки угла поворота оптического элемента зависит от угла скоса φ кольцевых шайб и может изменяться при установке новой пары кольцевых шайб с другим углом скоса. Юстировка оптического элемента остается стабильной в процессе воздействия термических и механических воздействий.
После проведения юстировки в отверстия А может быть закачан клей для фиксации кольцевых шайб. В этом случае юстировка оптического элемента также остается стабильной в процессе воздействия термических и механических воздействий.
Источники известности, принятые во внимание
1. Пат. US 4672626 США, МПК Н01S 3/08 Опубл. 09.06.87;
4
2. Пат. DE 3718467 A1, МКИ G02В 7/00, Опубл. 15.12.88.