專利名稱：一種連續(xù)式可調(diào)使光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光能量衰減裝置，具體地說是一種連續(xù)可調(diào)式光衰減器。
背景技術(shù)：
光學(xué)儀器等設(shè)備在物理、化學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越多的作用，在光 學(xué)儀器中經(jīng)常會(huì)用到光能量衰減裝置，其主要作用是對光路中的光能量進(jìn)行預(yù)定量的衰 減，以使光能量滿足特定儀器的要求。現(xiàn)有的光學(xué)儀器中常用的光能量衰減裝置主要有兩種一種是依靠光學(xué)濾波片， 其工作方式是采用一種特定的光學(xué)元件，其對某一波長或者是某一波段范圍波長具有某一 個(gè)特定的透過率，當(dāng)入射光入射到能量衰減片上時(shí)，只有一部分的光能量能夠通過，這樣就 達(dá)到了能量衰減的目的，一個(gè)固定的能量衰減片只能將光能量衰減到某個(gè)固定的值，不能 實(shí)現(xiàn)光能量的連續(xù)衰減。另外一種是依靠半波片和偏振元件組合，光源發(fā)出的光束首先通 過半波片，依靠某一波長的半波片來改變光束的偏振態(tài)，其對光束的要求是光束必須是消 光比很高的線偏振光；改變了偏振態(tài)的光束然后通過光偏振元件，此時(shí)，只有偏振方向在某 一個(gè)方向上光才能通過光偏振元件。通過連續(xù)調(diào)節(jié)半波片的角度，可以實(shí)現(xiàn)入射在光偏振 元件上光束偏振態(tài)的連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)光能量的連續(xù)可調(diào)。由于半波片只能對某一特定 波長的光起作用，這樣就使得這種光能量衰減裝置只能對某一個(gè)特定的光波長其作用，限 制了其應(yīng)用范圍。同時(shí)這種光能量衰減裝置需要用到昂貴的光學(xué)薄膜器件，制造成本高，而 且抗激光損傷的閾值低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、巧妙、合理的 連續(xù)可調(diào)式光衰減器，該光衰減器可以實(shí)現(xiàn)光能量衰減的連續(xù)可調(diào)，適用的波段范圍廣，在 改變光能量的衰減值時(shí)不用再進(jìn)行光路的調(diào)整，通過計(jì)算機(jī)控制，不需要人工調(diào)整，調(diào)整精 度高，制造成本低。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案一種連續(xù)可調(diào)式光衰減器，包括可發(fā)出光束的光源， 其特征在于在光束的前進(jìn)方向上設(shè)有第一平板光學(xué)元件和第二平板光學(xué)元件，第一平板 光學(xué)元件、第二平板光學(xué)元件分別放置在第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺上；第一旋轉(zhuǎn)平臺、 第二旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在操作平臺上，第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺以齒輪嚙合方式相互關(guān)聯(lián)， 它們之間的旋轉(zhuǎn)角度相等且旋轉(zhuǎn)方向相反。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光源為單波長激光光源或具有一定波段范圍的寬 光譜光源。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一平板光學(xué)元件和第二平板光學(xué)元件分別由至 少一片平板光學(xué)基片疊加組合而成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平板光學(xué)基片采用石英玻璃，但不僅限于石英玻 璃，也可以是其它光學(xué)玻璃(如BK7等)。
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作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平板光學(xué)基片上鍍覆有光學(xué)薄膜。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光學(xué)薄膜可以為單層光學(xué)薄膜，也可以為多層光 學(xué)薄膜，主要用于改變?nèi)肷涔庠诨迳系耐高^率和反射率。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一平板光學(xué)元件和第二平板光學(xué)元件上設(shè)有小 契角。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于(1)、結(jié)構(gòu)簡單、巧妙、合理，采用兩個(gè)平板光 學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)光能量衰減的連續(xù)可調(diào)；(2)、既可以適用于單波長的激光光源， 也可以適用于具有一定波段范圍的寬光譜光源，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)波段范圍內(nèi)光能量衰減的 連續(xù)可調(diào)；(3)、通過兩個(gè)平板光學(xué)元件后的出射光束與入射光束同軸，在改變光能量的衰 減值時(shí)不用再進(jìn)行光路的調(diào)整；(4)、光能量的衰減通過改變兩個(gè)平板光學(xué)元件的相對位 置來實(shí)現(xiàn)，可以通過計(jì)算機(jī)控制，不需要人工調(diào)整，調(diào)整精度高；(5)、主要光學(xué)元件制作簡 單，制造成本低。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意簡圖。圖2小契角光學(xué)元件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，所述連續(xù)可調(diào)式光衰減器主要由可發(fā)出光束2的光源1、操作平臺3、 第一旋轉(zhuǎn)平臺4、第一平板光學(xué)元件5、第二旋轉(zhuǎn)平臺6和第二平板光學(xué)元件7組成。如圖1所示，光源1發(fā)出光束2，第一平板光學(xué)元件5和第二平板光學(xué)元件7設(shè)置 在光束2的前進(jìn)方向上，第一平板光學(xué)元件5、第二平板光學(xué)元件7分別放置在第一旋轉(zhuǎn)平 臺4、第二旋轉(zhuǎn)平臺6上；第一旋轉(zhuǎn)平臺4、第二旋轉(zhuǎn)平臺6設(shè)置在操作平臺3上，第一旋轉(zhuǎn) 平臺4、第二旋轉(zhuǎn)平臺6以齒輪嚙合方式相互關(guān)聯(lián)，它們之間的旋轉(zhuǎn)角度相等且旋轉(zhuǎn)方向相 反。本發(fā)明中的光源1可以是單波長激光光源1，也可以是具有一定波段范圍的寬光 譜光源1，即本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)波段范圍內(nèi)光能量衰減的連續(xù)可調(diào)。本發(fā)明中的第一平板光學(xué)元件5和第二平板光學(xué)元件7分別由至少一片平板光學(xué) 基片疊加組合而成。所述平板光學(xué)基片可以采用石英玻璃，但不僅限于石英玻璃，也可以是 其它光學(xué)玻璃(如BK7等)。另外，所述平板光學(xué)基片上還可以鍍覆有光學(xué)薄膜。光學(xué)薄膜 可以是單層光學(xué)薄膜，也可以為多層光學(xué)薄膜，主要用于改變?nèi)肷涔庠诨迳系耐高^率和 反射率。如圖2所示，所述第一平板光學(xué)元件5和第二平板光學(xué)元件7上設(shè)有小契角θ。 設(shè)置有小契角θ的優(yōu)點(diǎn)在于加上小契角θ可以防止光在平板光學(xué)元件內(nèi)部多次反射的 光進(jìn)行干涉，從而影響輸出光的性能。本發(fā)明的工作原理如下
由于光束2在通過第一平板光學(xué)元件5、第二平板光學(xué)元件7時(shí)會(huì)在它們 的前表面、后表面發(fā)生反射和透射，從而達(dá)到光能量衰減的目的。通過平板光學(xué)元件后的出射光束2的光能量與平板光學(xué)元件的透過率成正比例關(guān)系，公式為
I-=IqT1T2T3T4，式中，Ici是光源1發(fā)出光束2的光能量初始值；Imd是經(jīng)衰減后的出射光束
2的光能量最終值J1是第一平板光學(xué)元件5前表面的透過率；T2是第一平板光學(xué)元件5后 表面的透過率；Τ3是第二平板光學(xué)元件5前表面的透過率；Τ4是第二平板光學(xué)元件5后表 面的透過率。 第一平板光學(xué)元件、第二平板光學(xué)元件的透過率與光束2的入射角度有一定關(guān) 系，通過調(diào)整光束2通過第一平板光學(xué)元件、第二平板光學(xué)元件時(shí)的入射角，即通過計(jì)算機(jī) 來控制第一旋轉(zhuǎn)平臺4和第二旋轉(zhuǎn)平臺6的旋轉(zhuǎn)角度，就可以調(diào)整第一平板光學(xué)元件5和 第二平板光學(xué)元件7的透過率，進(jìn)而可以調(diào)整光束2出射后的光能量。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)可調(diào)式光衰減器，包括可發(fā)出光束(2)的光源(1)，其特征在于在光束 (2)的前進(jìn)方向上設(shè)有第一平板光學(xué)元件(5)和第二平板光學(xué)元件(7)，第一平板光學(xué)元件 (5)、第二平板光學(xué)元件(7)分別放置在第一旋轉(zhuǎn)平臺(4)、第二旋轉(zhuǎn)平臺(6)上；第一旋轉(zhuǎn) 平臺(4)、第二旋轉(zhuǎn)平臺(6)設(shè)置在操作平臺(3)上，第一旋轉(zhuǎn)平臺(4)、第二旋轉(zhuǎn)平臺(6)以 齒輪嚙合方式相互關(guān)聯(lián)，它們之間的旋轉(zhuǎn)角度相等且旋轉(zhuǎn)方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述光源(1)為單波長激光 光源(1)或具有一定波段范圍的寬光譜光源(1)。
3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述第一平板光學(xué)元件(5) 和第二平板光學(xué)元件(7)分別由至少一片平板光學(xué)基片疊加組合而成。
4.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述平板光學(xué)基片采用石 英玻璃或BK7光學(xué)玻璃。
5.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述平板光學(xué)基片上鍍覆 有光學(xué)薄膜。
6.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述光學(xué)薄膜為單層光學(xué) 薄膜或多層光學(xué)薄膜。
7.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)可調(diào)式光衰減器，其特征在于所述第一平板光學(xué)元件(5) 和第二平板光學(xué)元件(7)上設(shè)有小契角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)可調(diào)式光衰減器，包括可發(fā)出光束的光源，其特征在于在光束的前進(jìn)方向上設(shè)有第一平板光學(xué)元件和第二平板光學(xué)元件，第一平板光學(xué)元件、第二平板光學(xué)元件分別放置在第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺上；第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在操作平臺上，第一旋轉(zhuǎn)平臺、第二旋轉(zhuǎn)平臺以齒輪嚙合方式相互關(guān)聯(lián)，它們之間的旋轉(zhuǎn)角度相等且旋轉(zhuǎn)方向相反。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、巧妙、合理，可以實(shí)現(xiàn)光能量衰減的連續(xù)可調(diào)，適用的波段范圍廣，在改變光能量的衰減值時(shí)不用再進(jìn)行光路的調(diào)整，通過計(jì)算機(jī)控制，不需要人工調(diào)整，調(diào)整精度高，制造成本低。
文檔編號G02B26/02GK102096186SQ20101059557
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者付小勇, 吳周令, 陳力 申請人:無錫榮興科技有限公司