如何校正激光束的指向角?

发布时间:2023-02-10 11:02:13

使用光学调整架调节俯仰和偏转,可以精调激光束的角度方向或指向角。这种角度调节功能适用于使准直激光束平行于参考平面,比如光学平台的表面,或这个表面上的某个方向,比如沿着平台的一行螺孔的方向。

使用调整架的调节器之前
首先,转动调整架上的每个调节器,使它们处于行程范围的中间位置,这样可以避免过早用尽调节范围,而且,调节器处于中间行程的定位稳定性通常更好。

然后,粗略校正激光器的高度、位置和方向。这一步可以通过调节支撑激光器的接杆和接杆支架等光机械件完成。调节完成之后,确认所有锁定螺丝都已拧紧。

使光束与平台表面平行
调平激光束是一个重复性的过程,需要对准工具和调整架的俯仰调节器提供的精密控制。

首先,测量激光器近处和远处的光束高度(图1)。两次测量之间的距离越大,准确度越高。如果光束在两个位置的高度不同,可以将直尺放得更远一点。调节俯仰,直到远处的光束高度与激光器近处的高度相匹配。反复调节,直到两个位置的光束高度达到一致。

图1:使光路与光学平台表面平行需要使用调整架上的俯仰调节功能(图2)。当距离激光器正面近处(左图)和远处(右图)测量的光束高度相等,则光束就平行于平台表面了。

图2:光束可以平行于光学平台上的一行螺孔传播。调整架上的偏转调节器调节光束角度,在直尺沿螺孔线放到远处时,光束仍可以保持入射在直尺的竖直参考线上。

这个过程肯定会有多次重复调节,因为调节激光器安装座的俯仰也会改变激光发射的高度。例如视频片段1中,近处光束高度原本是82 mm,初次调节俯仰之后,光束高度提升到了83 mm。

如果调平的光束处于不恰当的高度,则可以调节支撑激光器的光机械件来改变光束高度。另外,还可以在激光器后放置两个转向反射镜,采用一种不同的方法来对准光束。这种方法特别适合调节固定激光器的光束高度和方向。

使光束沿一行螺孔对齐
使光束与平台上的一行螺孔平行也是一个重复性的过程,不过需要的是对准工具和调节架的偏转调节器。

使用对准工具将一行螺孔形成的参考线移入激光束的平面中。当直尺的边缘与螺孔参考线的边缘对齐时(图2),就可以把这把直尺当作对准工具了。

通过判断光斑与直尺竖直方向参考点的距离,可以估计光束相对于平台上参考线的位置。这把直尺竖直方向的参考点包括它的边缘以及不同长度标线形成的竖栏。如果这些参考点还不够,还需要其他标线,则可以使用BHMA1安装支架安装水平方向的直尺。

视频片段1中,直尺对准螺孔并定位在激光器近处时,光束的边缘与1 mm标线的末端重合。把直尺移到参考线上远处的点时,光斑在直尺上的位置水平偏移了。这时,需要调节偏转调节器,直到光束的边缘再次与1 mm标线的末端重合。然后再把直尺移到激光器近处,观察调节了调节器对光束位置的影响,如有必要,可以继续这样反复调节。

来源:thorlabs仅供学习使用

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