[实用新型]激光坐标定位仪用激光细丝衍射装置

说明书

本实用新型涉及一种激光座标定位仪用激光细丝衍射装置。

激光座标定位仪是激光在定位应用中一种常用仪器，其定位标志是亮点、亮线或亮的十字线。目前，形成这种亮标志的装置主要有两种：用掩膜技术制造的一定几何图形的衍射装置装于激光座标定位仪的光学系统中，激光通过它产生一条亮线（狭缝），十字形亮线（矩孔）等，这种装置虽然安装调整方便，但制造工艺繁琐，光能损失大，图形不甚清晰；另一种是用激光照射一柱面镜，激光透过柱面镜后形成一条亮线，或使激光通过分束镜后形成两条激光同时照两个相交的柱面镜，从而形成十字亮线，加工这种装置虽然工艺简单，但柱面镜加工、安装工艺因元件多而不甚方便，调整也较复杂。

本实用新型的目的是提供一种制造简易，调整方便且成像清晰的激光座标定位仪用的激光细丝装置，以克服现有技术的缺点。

本实用新型的内容是：它由直径近似于激光波长的细丝1和固定架2组成，细丝1安装在固定架2内。

上述的细丝1是直线形、“＋”字形、或多条直线相交一点的“＊”形；固定架2可以是方形、矩形、圆形、三角形或椭圆形。

由光学上著名的夫朗和费衍射原理得知，点光源照到细丝1上，可看作是照到一个长为点光源，宽为细丝1直径的矩形微孔上，从而在远场形成一组衍射图样，如图8～图10所示，由于细丝1径向直径的数量级近似于光源的波长，所以Yo向（细丝轴向）的细丝1在远场  屏的X方向形成衍射分布图，而沿细丝1轴向（Y向）长度为点光源直径远大于光的波长，属于几何学的范畴，像中心极大的Y向厚度取决于激光束的发射角A、细丝1曲率半径和远场的观察位置。本装置是根据这种衍射原理形成衍射图的零级亮线，利用细丝1组成不同的几何图固定在固定架2上，如图1～图7所示。装在激光座标定位仪的光源系统中，激光透过它就在远场形成有亮单线、“＋”字形亮线或“＊”字形亮线等。

将上述亮线投射到欲进行定位或监测部位即可。

本实用新型结构简单，成本极低，安装方便，成像清晰，光能损失极少，定位准确且操作容易。

图1、图2为直线细丝1分别安装在矩形、方形固定架2中示意图。

图3、图4、图5为直线细丝1分别安装在圆形、三角形、椭圆形固定架2中示意图。

图6为“＋”字形细丝1安装在圆形固定架2中示意图。

图7为多条直线相交成一点的“＊”形细丝1安装在圆形固定架2中示意图。

图8为直线细丝1的激光衍射图。

细丝1在平面XoYo上，轴向在Yo方向上，径向在Xo方向上，在观察面XY上形成衍射图，只在X方向分布，衍射线宽度只与光发射角、两面间距及细丝1曲率半径有关。

图9为“＋”字形细丝1衍射图。

图10为多条直线相交成一点的“＊”形细丝1衍射图。

图11为本装置安装在激光座标定位仪中的光学原理图。

入射光线L经凹透镜F1、凸透镜F2构成的激光准直系统后，透过位于XoYo面上的细丝衍射装置，再经会聚透视镜F3，在观察面XY上形成衍射图样。

细丝1是用石英、玻璃或有机合成光学透明材料拉制而成。固定架2则用金属或非金属材料制成。