[实用新型]基于光栅的高精度激光光束小角度偏转装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光光束偏转装置，尤其是涉及一种基于光栅衍射实现激光光束高精度小角度偏转装置。

背景技术

在现代光学实验中，经常需要使激光光束改变方向，按一定的角度偏转。这种偏转可以通过转动反射镜，或者旋转光楔棱镜来实现。通过机械方式转动反射镜，可以改变光束至镜面的入射角，以达到使反射光束偏转的目的。反射光偏转的角度为反射镜偏转角度的两倍，因此偏转角精度仅为反射镜旋转精度的1/2，使得反射镜只能用于对角度精度要求不高的情形。而光楔则可以在小角度范围内实现较高精度的光束偏转，可以用于一些对光束偏转精度较高的场合，例如星间激光通信终端跟瞄系统中光束传递的模拟，或在光电测量系统中进行测角精度标定等。

光楔用于产生光束的小角度偏转的精度受楔角大小限制，楔角越大，偏转和扫描的精度越低，另外对光楔的加工精度也有很高的要求。由于光楔的加工误差和楔角大小的限制使得光楔的光束偏转精度被限制在角秒量级，使得所有使用光楔实现光束偏转的场合精度都受到限制。另外楔角越小，加工精度越高，光楔的价格就越高。

由于楔角的限制，为了提高光束偏转的精度，只能选用高精度的机械转动装置，例如采用步进仪来旋转光楔，但增加了成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种成本低、偏转精度高的基于光栅的高精度激光光束小角度偏转装置。

本实用新型设有激光器、可测量旋转角度的旋转台、光栅和光阑。光栅设于旋转台上且位于旋转台的直径垂直面上，光栅的光栅面背向激光器，激光器设于光栅前方，激光器发出的激光光束垂直入射于光栅，并且穿过旋转台的旋转轴，光阑设于光栅后的光路中，光阑上设有透光窗，透光窗只供由光栅产生的一束衍射光通过。

旋转台上最好设有微调旋钮，微调旋钮最好为微调螺杆，微调旋钮用于转动调节旋转台。

本实用新型的工作原理如下：

为使负一级衍射光发生角度为θ角的偏转，可通过旋转台转动而使光栅发生角度为β角的偏转而实现。其中，β角的大小由下式决定：

θ=sin-1(mλd-sin(β))-sin-1(mλd)+β---(1)]]>

其中m为衍射光的衍射级次，λ为激光器发出的激光波长，d为光栅的周期。

则衍射光转动的角度θ与光栅转动的角度β之间的比值为：

dθdβ=1-cosβ1-(mλd-sinβ)2---(2)]]>