專利名稱：激光坐標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置。
激光座標(biāo)定位儀是激光在定位應(yīng)用中一種常用儀器，其定位標(biāo)志是亮點(diǎn)、亮線或亮的十字線。目前，形成這種亮標(biāo)志的裝置主要有兩種用掩膜技術(shù)制造的一定幾何圖形的衍射裝置裝于激光座標(biāo)定位儀的光學(xué)系統(tǒng)中，激光通過(guò)它產(chǎn)生一條亮線(狹縫)，十字形亮線(矩孔)等，這種裝置雖然安裝調(diào)整方便，但制造工藝繁瑣，光能損失大，圖形不甚清晰；另一種是用激光照射一柱面鏡，激光透過(guò)柱面鏡后形成一條亮線，或使激光通過(guò)分束鏡后形成兩條激光同時(shí)照兩個(gè)相交的柱面鏡，從而形成十字亮線，加工這種裝置雖然工藝簡(jiǎn)單，但柱面鏡加工、安裝工藝因元件多而不甚方便，調(diào)整也較復(fù)雜。
本實(shí)用新型的目的是提供一種制造簡(jiǎn)易，調(diào)整方便且成像清晰的激光座標(biāo)定位儀用的激光細(xì)絲裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是它由直徑近似于激光波長(zhǎng)的細(xì)絲1和固定架2組成，細(xì)絲1安裝在固定架2內(nèi)。
上述的細(xì)絲1是直線形、“＋”字形、或多條直線相交一點(diǎn)的“＊”形；固定架2可以是方形、矩形、圓形、三角形或橢圓形。
由光學(xué)上著名的夫朗和費(fèi)衍射原理得知，點(diǎn)光源照到細(xì)絲1上，可看作是照到一個(gè)長(zhǎng)為點(diǎn)光源，寬為細(xì)絲1直徑的矩形微孔上，從而在遠(yuǎn)場(chǎng)形成一組衍射圖樣，如圖8～
圖10所示，由于細(xì)絲1徑向直徑的數(shù)量級(jí)近似于光源的波長(zhǎng)，所以Yo向(細(xì)絲軸向)的細(xì)絲1在遠(yuǎn)場(chǎng) 屏的X方向形成衍射分布圖，而沿細(xì)絲1軸向(Y向)長(zhǎng)度為點(diǎn)光源直徑遠(yuǎn)大于光的波長(zhǎng)，屬于幾何學(xué)的范疇，像中心極大的Y向厚度取決于激光束的發(fā)射角A、細(xì)絲1曲率半徑和遠(yuǎn)場(chǎng)的觀察位置。本裝置是根據(jù)這種衍射原理形成衍射圖的零級(jí)亮線，利用細(xì)絲1組成不同的幾何圖固定在固定架2上，如
圖1～圖7所示。裝在激光座標(biāo)定位儀的光源系統(tǒng)中，激光透過(guò)它就在遠(yuǎn)場(chǎng)形成有亮單線、“＋”字形亮線或“＊”字形亮線等。
將上述亮線投射到欲進(jìn)行定位或監(jiān)測(cè)部位即可。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本極低，安裝方便，成像清晰，光能損失極少，定位準(zhǔn)確且操作容易。
圖1、圖2為直線細(xì)絲1分別安裝在矩形、方形固定架2中示意圖。
圖3、圖4、圖5為直線細(xì)絲1分別安裝在圓形、三角形、橢圓形固定架2中示意圖。
圖6為“＋”字形細(xì)絲1安裝在圓形固定架2中示意圖。
圖7為多條直線相交成一點(diǎn)的“＊”形細(xì)絲1安裝在圓形固定架2中示意圖。
圖8為直線細(xì)絲1的激光衍射圖。
細(xì)絲1在平面XoYo上，軸向在Yo方向上，徑向在Xo方向上，在觀察面XY上形成衍射圖，只在X方向分布，衍射線寬度只與光發(fā)射角、兩面間距及細(xì)絲1曲率半徑有關(guān)。
圖9為“＋”字形細(xì)絲1衍射圖。
圖10為多條直線相交成一點(diǎn)的“＊”形細(xì)絲1衍射圖。
圖11為本裝置安裝在激光座標(biāo)定位儀中的光學(xué)原理圖。
入射光線L經(jīng)凹透鏡F1、凸透鏡F2構(gòu)成的激光準(zhǔn)直系統(tǒng)后，透過(guò)位于XoYo面上的細(xì)絲衍射裝置，再經(jīng)會(huì)聚透視鏡F3，在觀察面XY上形成衍射圖樣。
細(xì)絲1是用石英、玻璃或有機(jī)合成光學(xué)透明材料拉制而成。固定架2則用金屬或非金屬材料制成。
權(quán)利要求1.一種激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于是由直徑近似于激光光源波長(zhǎng)的細(xì)絲1和固定架2組成，細(xì)絲1安裝在固定架2內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的細(xì)絲1為直線單絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的細(xì)絲1為“＋”字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的細(xì)絲1為多條直線相交成一點(diǎn)的“”形絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的細(xì)絲1、由石英、玻璃或有機(jī)合成光學(xué)透明材料拉制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的固定架2為圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的固定架2為方形或矩形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的固定架2為橢圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的固定架2為三角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光座標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置，其特征在于所述的固定架2用金屬或非金屬材料制成。
專利摘要一種激光坐標(biāo)定位儀用激光細(xì)絲衍射裝置。由固定架和安裝在其上的直徑近似激光波長(zhǎng)的細(xì)絲組成。將本裝置安裝在激光坐標(biāo)定位儀的光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)光學(xué)夫朗和費(fèi)原理，點(diǎn)光源照到細(xì)絲上，可看作是照到一個(gè)長(zhǎng)為點(diǎn)光源直徑，寬為細(xì)絲直徑的微孔上，從而在遠(yuǎn)場(chǎng)形成衍射圖樣，再將其投射到欲定位或監(jiān)測(cè)部位即可。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，成本極低，定位精確，光能損失小，且操作方便。
文檔編號(hào)G02B27/42GK2118314SQ9123329
公開(kāi)日1992年10月7日 申請(qǐng)日期1991年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月31日
發(fā)明者劉新, 馬嘯, 卓越 申請(qǐng)人:天津市激光技術(shù)研究所