專利名稱：一種雙變密度盤的可變衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束能量衰減器，通過改變透過率而實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光束的調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
目前單變密度盤的可變衰減器在照明、成像光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，這種單變密度 盤的可變衰減器透過率細(xì)分精度較為低，同時(shí)由于入射光束具有一定口徑，這樣會(huì)導(dǎo)致入 射光通過單變密度盤的可變衰減器后，其能量分布發(fā)生改變，從而限制了單變密度盤的可 變衰減器的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中所述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出一種雙變密度盤的可 變衰減器，實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光高精度的衰減能力，同時(shí)避免單變密度盤引入的能量分布不均勻。為了實(shí)現(xiàn)所述的目的，本發(fā)明雙變密度盤的可變衰減器解決技術(shù)問題所采用的技 術(shù)方案是該裝置包括第一變密度盤和第二變密度盤、第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)、第 一編碼器和第二編碼器、第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，第一變密度盤與第二變密度盤同 軸且端面平行布置，第一限位開關(guān)上設(shè)置有第一變密度盤，第二限位開關(guān)上設(shè)置有第二變 密度盤，所述的第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)分別布置在第一變密度盤和第二變密度盤的 全透光扇區(qū)中，第一伺服電機(jī)的軸和第二伺服電機(jī)的軸分別垂直于第一變密度盤和第二變 密度盤的端平面，所述第一變密度盤和第二變密度盤分別采用互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的變密度盤旋 轉(zhuǎn)，入射光通過第一變密度盤后引起的能量不均勻性會(huì)被第二變密度盤修正，同時(shí)第一變 密度盤的透過率會(huì)被第二變密度盤細(xì)分，從而提高能量衰減分辨力。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于本發(fā)明提出一種雙變密度盤的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，繼承了傳統(tǒng) 可變衰減器對(duì)入射光束連續(xù)衰減特性，而且透過率細(xì)分精度極大提高，更突出的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì) 比于單變密度盤的可變衰減器而言，這種雙變密度盤的可變衰減器不會(huì)改變光束能量分 布，從而不會(huì)增加入射光束能量不均勻性，保證入射光束衰減后質(zhì)量，顯示了特有的優(yōu)勢。1.通過兩互補(bǔ)對(duì)稱分布的變密度盤對(duì)入射光調(diào)節(jié)，避免衰減器引入的光束能量分 布不均問題。2.通過兩個(gè)獨(dú)立的伺服控制系統(tǒng)分別控制兩個(gè)變密度盤，可以實(shí)現(xiàn)透過率的進(jìn)一 步細(xì)分，從而提高衰減細(xì)分能力。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；圖2a和圖2b為圖1中第一變密度盤和第二變密度盤的結(jié)構(gòu)A向視圖；圖3變密度盤空間位置關(guān)系；圖4第一變密度盤透過率分布(順時(shí)針遞增)；圖5第二變密度盤透過率分布(順時(shí)針遞減)。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2a和圖2b示出本發(fā)明的一種雙變密度盤的可變衰減器，由第一編碼 器1、第一伺服電機(jī)2、第一變密度盤3、第一限位開關(guān)4、第一電機(jī)軸9、第二變密度盤5、第 二限位開關(guān)6、第二伺服電機(jī)7、第二編碼器8和第二電機(jī)軸10組成，第一變密度盤3固定 在第一電機(jī)軸9上，第一電機(jī)軸9相對(duì)于第一編碼器1和第一伺服電機(jī)2可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第 二變密度盤5固定在第二電機(jī)軸10上，第二電機(jī)軸10相對(duì)于第二編碼器8和第二伺服電 機(jī)7。第一變密度盤3的第一 B扇區(qū)32和第二變密度盤5的第二 B扇區(qū)52安置在第一 限位開關(guān)4和第二限位開關(guān)6的槽中，第一變密度盤3與第二變密度盤5同軸且端面平行 布置，第一限位開關(guān)4上設(shè)置有第一變密度盤3，第二限位開關(guān)6上設(shè)置有第二變密度盤5， 所述的第一限位開關(guān)4和第二限位開關(guān)6分別布置在第一變密度盤3和第二變密度盤5的 全透光扇區(qū)中，第一伺服電機(jī)2的軸和第二伺服電機(jī)7的軸分別垂直于第一變密度盤3和 第二變密度盤5的端平面，所述第一變密度盤3和第二變密度盤5分別采用互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu) 的變密度盤旋轉(zhuǎn)，入射光通過第一變密度盤3后引起的能量不均勻性會(huì)被第二變密度盤5 修正，同時(shí)第一變密度盤3的透過率會(huì)被第二變密度盤5細(xì)分，從而實(shí)現(xiàn)較高的能量衰減分 辨力。如圖2a和圖2b示出雙變密度盤的結(jié)構(gòu)圖，第一變密度盤3的透過率順時(shí)針漸增 分布包括第一 A扇區(qū)31是不透光扇區(qū)，第一 B扇區(qū)32是全透過扇區(qū)，第一 C扇區(qū)33是透 過率漸增區(qū)，第一 C扇區(qū)33的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)是透過率按順時(shí)針透過率從0%到100%遞增。 第二變密度盤5的透過率逆時(shí)針漸增分布包括第二 A扇區(qū)51是不透光扇區(qū)，第二 B扇區(qū) 52是全透過扇區(qū)，第二 C扇區(qū)53是透過率漸變區(qū)，第二 C扇區(qū)53的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)是透過率 按逆時(shí)針透過率從0%到100%遞增。如圖3所示，對(duì)于寬光束入射的情況下，雙變密度盤 結(jié)構(gòu)，相互補(bǔ)償，避免引入由于透過率漸變而帶來的光束能量不均分問題。如圖4所示，第一 B扇區(qū)32所占的角度為330° -360°，第二 B扇區(qū)52所占的 角度為330° -360°，第一 A扇區(qū)31所占的角度為300° -330°，第二 A扇區(qū)51所占的 角度為300° -330°，第一 C扇區(qū)33所占的角度為0° -300°，第二 C扇區(qū)53所占的角 度為 0° -300°。第一變密度盤3與第一伺服電機(jī)2為同軸，第二變密度盤5與第二伺服電機(jī)7為 同軸，同時(shí)保證第一伺服電機(jī)2和第二伺服電機(jī)7為同軸，第一變密度盤3和第二變密度盤 5的全透光扇區(qū)為重合布置，且第一變密度盤3和第二變密度盤5的夾角為0°。第一編碼 器1與第一伺服電機(jī)2為同軸放置，第一電機(jī)軸9可以相對(duì)于第一編碼器1轉(zhuǎn)動(dòng)，第二編碼 器8與第二伺服電機(jī)7為同軸放置，第二電機(jī)軸10可以相對(duì)于第二編碼器8轉(zhuǎn)動(dòng)。第一限 位開關(guān)4和第二限位開關(guān)6分別作為第一伺服電機(jī)2和第二伺服電機(jī)7的零位探測，而第 一編碼器1和第二編碼器8分別精確測量第一伺服電機(jī)2和第二伺服電機(jī)7的轉(zhuǎn)角。如圖4所示，第一變密度盤3的轉(zhuǎn)角變化范圍0° -300°，如圖5所示第二變密度 盤5的轉(zhuǎn)角變化范圍0° -300°，則入射光束通過第一變密度盤3后的透過率為α/300 ；再通過第二變密度盤5后，總的透過率為(α/300)Χ(β/300)。式中α為第一變密度盤3 從0°開始轉(zhuǎn)過的角度，β為第二變密度盤5從0°開始轉(zhuǎn)過的角度。本發(fā)明利用兩個(gè)變密度盤對(duì)入射光束衰減，兩個(gè)變密度盤具有全透光扇區(qū)和不透 光扇區(qū)，中間環(huán)帶透過率漸變。兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)各自變密度盤旋轉(zhuǎn)，任意位置都將在光路中疊 加為一等厚的衰減片，從而不會(huì)引入附加的光束不均勻性。此外，第一個(gè)變密度盤當(dāng)前位置 下的透過率會(huì)被第二個(gè)變密度盤5進(jìn)一步細(xì)分，從而獲得較高分辨率的衰減能力。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種雙變密度盤的可變衰減器，其特征在于該裝置包括第一變密度盤C3)和第二 變密度盤( 、第一伺服電機(jī)( 和第二伺服電機(jī)(7)、第一電機(jī)軸(9)和第二電機(jī)軸(10)、 第一編碼器(1)和第二編碼器(8)、第一限位開關(guān)(4)和第二限位開關(guān)(6)，第一變密度盤 (3)與第二變密度盤(5)同軸且端面平行布置，第一變密度盤C3)上設(shè)置有第一限位開關(guān)，第二變密度盤(5)上設(shè)置有第二限位開關(guān)(6)，所述的第一限位開關(guān)(4)和第二限位開 關(guān)(6)分別布置在第一變密度盤C3)和第二變密度盤(5)的全透光扇區(qū)中，第一伺服電機(jī) (2)的軸和第二伺服電機(jī)(7)的軸分別垂直于第一變密度盤( 和第二變密度盤(5)的端 平面，所述第一變密度盤C3)和第二變密度盤( 分別采用互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的變密度盤旋轉(zhuǎn)， 入射光通過第一變密度盤C3)后引起的能量不均勻性會(huì)被第二變密度盤( 修正，同時(shí)第 一變密度盤(3)的透過率會(huì)被第二變密度盤( 細(xì)分，從而提高能量衰減分辨力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第一變密度盤(3)的透過 率順時(shí)針漸增分布包括第一 A扇區(qū)(31)是不透光扇區(qū)，第一 B扇區(qū)(3 是全透過扇區(qū)， 第一 C扇區(qū)(3 是透過率漸增區(qū)，第一 C扇區(qū)(3 的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)是透過率按順時(shí)針透 過率從0%到100%遞增。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第二變密度盤(5)的透過 率逆時(shí)針漸增分布包括第二 A扇區(qū)(51)是不透光扇區(qū)，第二 B扇區(qū)(5 是全透過扇區(qū)， 第二 C扇區(qū)(5 是透過率漸變區(qū)，第二 C扇區(qū)(5 的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)是透過率按逆時(shí)針透 過率從0%到100%遞增。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的可變衰減器，其特征在于所述的第一變密度盤(3)和 第二變密度盤(5)的全透光扇區(qū)為重合布置，第一變密度盤C3)和第二變密度盤(5)的端 面間夾角為0°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第一變密度盤C3)與第一 伺服電機(jī)(2)共軸，并且第一變密度盤(3)固定在第一電機(jī)軸(9)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第二變密度盤( 與第二 伺服電機(jī)(7)共軸，并且第二變密度盤(5)固定在第二電機(jī)軸(10)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第一編碼器(1)與第一伺 服電機(jī)( 共軸，第一電機(jī)軸(9)相對(duì)于第一編碼器(1)轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述的第二編碼器(8)與第二伺 服電機(jī)(7)共軸，第二電機(jī)軸(10)可以相對(duì)于第二編碼器⑶轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙變密度盤的可變衰減器，該裝置包括第一變密度盤、第二變密度盤、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第一編碼器、第二編碼器、第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，第一電機(jī)軸和第二電機(jī)軸，利用電機(jī)和編碼器構(gòu)成伺服控制系統(tǒng)，分別控制兩片互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的變密度盤旋轉(zhuǎn)，由兩片變密度盤當(dāng)前透過率共同實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光束的定量衰減。本發(fā)明提出一種雙變密度盤的互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，繼承了傳統(tǒng)可變衰減器對(duì)入射光束連續(xù)衰減特性，而且透過率細(xì)分精度極大提高，更突出的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)比于單變密度盤的可變衰減器而言，這種雙變密度盤的可變衰減器不會(huì)改變光束能量分布，從而不會(huì)增加入射光束能量不均勻性，保證入射光束衰減后質(zhì)量，顯示了特有的優(yōu)勢。
文檔編號(hào)G02B26/08GK102096189SQ20101060546
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者嚴(yán)偉, 徐文祥, 李艷麗, 楊勇, 王建, 胡松, 趙立新, 陳銘勇, 馬平 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所