[发明专利]激光束参数和全息光栅条纹检测装置及方法

权利要求书

1、一种激光束参数和全息光栅条纹检测装置，其特征是由衰减器，分束器，两片CCD电荷耦合器件及驱动电路，放大电路，模拟开关，采样保持器，ADC0809芯片，CCD输出脉冲同步采集电路，6522输出并行接口，以及APPLE微机组成。

2、一种激光束参数和全息光栅条纹检测方法，其特征是：

a.光路特点：图7中激光器11的激光束，经12（可调衰减器），再经13（分束器），分为反射与透射两束光。在等光程处，分别沿水平方向放置一片CCD14，及沿竖直方向放置一片CCD15，两路CCD受激光束照射后，各输出一列幅度受光强分布调制的脉冲信号，解决了保持静态情况下，由一维线阵接收器，测量面上（二维）的光强分布随时间变化的问题，高精度测量出难以测量的光团中心移动距离的问题。采用CCD256线阵作为探测器，由光强随位置的变化，转化为电压随脉冲次序的变化，利用CCD驱动器的输出脉冲进行时序控制，加上连续同步控制电路，由计算机控制，对CCD脉冲电压幅度实现同步高精度采集。具体电路是这样的：图7中，14CCD与15CCD输出的两路信号，分别经X路与Y路放大电路8，9，进入模拟开关1，程序控制6522并行接口4输出信号至模拟开关1，分别控制X路或Y路信号进入采样保持器2。降低CCD驱动器时钟频率，采用采样保持电路2，使电压保持时间大于A/D变换的时间。在图6中，CCD逻辑定时电路10输出5路可调幅脉冲φ₁φ₂φ₃φ_Rφ_X。在图7中，将CCD驱动器10的φ_X信号（1001）接6522平行接口4;同时将CCD驱动器10的1002（φ_R信号）用作同步信号，1002φ_R输出成两路，一路经两次与非门20倒相，作为采样保持2的开门信号。另一路与4（6522并行接口）的PB₁输出端相与后再倒相两次（19），再输入单稳7（MC14538），作适当延时后，输出信号至ADC 0809芯片3，作为模数转换的启动信号和地址使能信号。采样保持2的输出信号进入ADC 0809芯片3，进行模数转换。使采样保持开门信号与被测脉冲信号同步，而A/D启动信号略微延迟，使输入端的模拟信号稳定后才开始模数转换。

图7中，ADC0809芯片3的时钟信号，由APPLE微机的时钟信号φ₀端和6522并行接口4的PB₁端经过两次与非门18提供，程序由PB₁端是0或1控制A/D芯片是否获得时钟信号，以控制模数转换进行。模数转换结束后，ADC 0809芯片3的EOC端输出一负脉冲，经单稳6延时，进入6522并行接口4，作为联路信号，通知APPLE微机可以读数，并通过6522并行接口4的A口进行读数。

利用以上CCD脉冲连续同步采集电路，由计算机高精度连续采集CCD输出的两列与光信号成正比的脉冲信号，利用计算机曲线拟合技术处理数据，可直接由采样的各脉冲幅值算得光强分布的高斯函数中的各个参数，使激光束参数的测量在静态下进行，多个参数的测量同时完成。

b.图9中，He-Ne激光器21输出的激光束，经扩束镜22扩束，再经透镜23，24成一束平行光，此平行光经分束镜25分成反射光Ⅰ与透射光Ⅱ，此两束平行光分别经反射镜26，27反射，再经镀膜分束器28透射（Ⅰ束光）与反射（Ⅱ束光），在两束平行光交迭处产生明暗干涉条纹，改变两束平行光的夹角θ可以改变干涉条纹间距，如果在此位置放上全息干版，经曝光，显影，定影可制作成全息光栅，如果在全息光栅制作前，先在此位置放上CCD器件，利用本测量装置，可立即测量并打印出条纹间距和空间光强分布，图10是示波器中观察到的制作全息光栅前CCD器件输出的一列调幅脉冲。本计算机检测装置测到256个脉冲的幅值，再用一正弦函数对测量数据进行曲线拟合，算得此正弦函数的空间周期并乘以相邻光敏元间距，由计算机直接打印出所要制作的全息光栅的光栅常数。如果光栅常数不合适，可以在拍摄前边调整两束平行光的夹角，边观察计算机打印的条纹间距参数，直至间距合适时，再进行拍摄。