Blue Flower

ЛАЗЕР ГАЗОВЫЙ ЛГН-302


І. ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ
Лазер газовый ЛГН-302 атомарный стабилизированный непрерывного режима работы (далее - лазер), работающий на двух или л.бой из двух ортогонально поляризованных составляющих излучения, предназначен для использования в качестве устойчивого к механическим и климатическим воздействиям источника когерентного излучения в интерферометрических устройствах для контроля и измерения величин линейных перемещений, встраиваемых в обрабатывающее оборудование в точном машиностроении, а также для решения научно-технических задач, связанных с контролем физических величин,-выражаемых через длину. Лазер поставляют в климатическом исполнении УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150-69. Лазер по степени опасности генерируемого им излучения относится к II классу по ГОСТ 12.1.040-83. Питание лазера должно осуществляться от сети переменного тока напряжением 220 В  частота 50 Гц ±1 Гц. Норма качества электрической энергии  по ГОСТ 13109-67.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
2.1. Параметры излучения при поставке и хранении
Наименование параметра
1. Длина волны лазерного излучения (высокочастот ной составляющей) в вакууме, мкм 0,6329910 + 10 в -7
2. Спектральный состав
1) одночастотный на высокочастотной составляющей излучения с вертикальным вектором поляризации (положение светофильтра "3")
2) одночастотный на низкочастотной составляющей излучения с горизонтальным вектором поляризации (положение светофильтра "1")
3) двухчастотный на ортогонально поляризованных составляющих излучения (положение светофильтра "2").

3.Мощность лазерного излучения, Вт, не менее   0,8  на 10 в -3
4. Относительная нестабильность мощности лазерного излучения за 8 ч непрерывной работы, %, не более 1,4
5. Время готовности, мин. не более 30
6. Максимальное смещение ОДН лазерного излучения относительно посадочных мест излучателя:
- линейное, мм, не более  1
- угловое, рад , не боле  20 на 10 -3

длина волны лазерного излучения в вакууме высокочастотной составляющей с горизонтальным вектором поляризации, мкм 0,6329918 в 10 в -7
Относительная погрешность воспроизведения длины волны лазерного излучения в течение одного года, отн.ед., не более 10 в -7
Относительная нестабильность частоты лазерного излучения за 8 ч непрерывной работы, отн.ед., не более:
- после двух часового прогрева  4 на 10 в -9
- по истечении времени готовности 5 на 10 в -9
Максимальная нестабильность ОДН лазерного из лучения за 8 ч непрерывной работы, рад, не более 50 на 10 в - 6
Расходимость лазерного излучения на уровне 0,1, рад , не более 2,2 на 10 - 3
Ширина огибающей спектра лазерного излучения, МГц, не более, при воздействии: +-76
- акустических шумов с уровнем звукового давления до 100 дБ;
- вибрационных нагрузок с ускорением I|
(9,8 м/с ) на частотах 20-50 Гц и 5q
(49 м/с ) на частотах 50-200 Гц;
ударных нагрузок с ускорением 10q
(98 м/с ) и длительностью удара 5-10 нс
Данные значения параметров обеспечиваются при изменении температуры окружающей  лазер среды не более чем на ± 5°С   с момента включения лазера.
2.2. Параметры излучения, изменяющиеся р процессе эксплуатации
1. Мощность лазерного излучения, Вт, не
менее: о
до 2000 ч 0,4 на 10 в -3
до 10000 ч 0,25  на 10 в - 3
2. Относительная нестабильность частоты лазерного излучения за 8 ч непрерывной работы, отн.ед., не менее:
после двухчасового прогрева:
до 2000  ч 4 на 10 в - 9
до 10000 ч 1 на 10 в - 8
по истечении времени готовности:
до 2000 ч 5 на 10 в - 8
до 10000 ч 1 на 10 в - 8
2.3. Предельно допустимые режимы эксплуатации Напряжение питающей сети, В
не менее 187
не более 242
2.4. Наработка на отказ - не менее 2000 ч.
Количество включений и выключений питающего напряжения не менее 1250.
Полный средний ресурс - не менее 10000 ч.
Минимальный срок сохраняемости при их хранении в отапливаемом хранилище или хранилище с регулируемыми  влажностью и температурой - или во всех местах хранения изделий, вмонтированных в защищенную  аппаратуру или находящихся в защищенном комплекте ЗИП, 5 лет.
5.УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
Лазер состоит из излучателя и устройства управления лазерным излучением, соединяемых между собой
жгутом в соответетсвии со схемой   3.970.173 36 электрической общей, приведенной в приложении.
5.1. Принцип действия лазера
5.1.1. При включении лазера возникает генерация излучения не двух продольных модах, расстояние между которыми составляет около 640 МГц. Обе составляющие излучения поляризованы ортогонально друг другу. На выходе излучателя для получения одночастотного режима одна из составляющих подавляется поляризационным светофильтром. Для стабилизации частоты используются обе составляющие лазерного излучения. С помощью поляризационной призмы они разделяются в пространстве и направляются на два сектора фотодиода, с выхода которого сигналы поступают на вход дифференциального-усилителя системы автоподстройки частоты. Стабилизация частоты осуществляется по равенству интенсивноcтей ортогональных составляющих, так что частоты, соответствующие этим составляющим, размещаются симметрично относительно центра контура усиления активной среды лазера.
При смещении частот от симметричного положения нарушается равенство интенсивности составляющих излучения и на выходе дифференциального усилителя возникает разностный сигнал, полярность которого соответствует знаку, а амплитуда пропорциональна величине смещения частоты. Выделенный сигнал ошибки  подается на усилитель напряжения, затем на усилитель мощности, нагрузкой которого является нагревательный элемент излучателя, выполненный в виде проволочной мепной спирали.

 

 

клемма заземления б. Активный элемент в.корпусе представляет собой модульную конструкцию, содержащую активный элемент 7,
блок резисторов 8, поляризационную призму 9 и фотодиод 10.На пути пучка излучения на передней панели излучателя установлен светофильтр II, обеспечивающий:
в положении I - одночастотный режим излучения с горизонтальным положением вектора поляризации,
в положении 2 - режим излучения на двух ортогональных составляющих излучения с разносом частот между ними около 640 МГц,
в положении 3 - одночастотный режим излучения с вертикальным положением вектора поляризации,
в положении 4 - перекрытие излучения, '
Электрические схемы излучателя и устройства АПЧ приведены в приложении (3.971.045 ЭЗ, 2.070.019 ЭЗ)
б.З. Устройство и принцип работы УУЛИ
5.3.1. Устройство управления лазерным излучением выполняет следующие функции:
I. Управление (включение и выключение) источником питания лазера.
В Подготовку (прогрев) активного элемента лазера с последующей выдачей команды на "захват" стабилизируемой частоты излучения.
З, Контроль устройства АПЧ в режиме стабилизации с выдачей светового сигнала ОТКАЗ АПЧ в случае:, отсутствия излучения лазера; разбаланса дифференциального усилителя выше допустимой величины; ухода управляющего напряжения устройства АПЧ за границы таймера.
Принцип работы устройства управления лазерным излучением поясняет блок-схема, представленная на рис. 3.
При включении УУЛИ начинает работать формирователь импульсов I, импульсы с которого поступают на вход таймера 2. Таймер представляет собой счетчик импульсов и расчитан на время срабатывания 27 мин. На это время в устройстве АПЧ включается ключ, который подает на нагреватель активного элемента фиксированное напряжение для создания необходимого превышения температуры активного элемента относительно окружающей среды. Кроме того, с таймера подается сигнал на схему совпадения И-НЕ 3. Одновременно с включением УУЛИ подается напряжение сети на высоковольтный источник питания активного элемента, Лазерное излучение попадая на фотодиод, вызывает срабатывание компараторов в устройстве   щ АПЧ, вырабатывающих сигнал контроля луча, который попадает в УУЛИ на таймер 2, разрешая его срабатывание через 27 мин  и на схему И-НЕ 3, Через 27 мин   таймер вырабатывает сигнал ГОТОВ, от которого загорается световой индикатор 4 ГОТОВ и срабатывает ключ в устройстве АПЧ. Ключ переключает нагреватель излучателя с фиксированного напряжения на схему автоподстройки частоты, при этом обеспечивается "захват" и удержание частоты излучения лазера при длине резонатора, соответствующей заданной температуре перегрева. Сигнал подается также на схему И-НЕ 3, при этом гаснет световой индикатор 5 ОТКАЗ АПЧ. Компараторы 6, 7, схемы И-НЕ 3, 8 и световой индикатор 5 образуют схему индикации отказов. От стабилизатора 9 осуществляется питание всех функциональных узлов УУЛИ, устройства АПЧ и нагревателя активного элемента.
Принципиальная, электрическая схема УУЛИ (3.975.019 ЭЗ)

 Конструктивно УУЛИ выполнено в виде настольного переносгного блока. Составные части УУЛИ расположены на двух печатных платах АІ, А2 и на шасси. На плате АІ расположены основные элементы стабилизатора напряжений "минус 15 В", "+ 15 В" и "+ 5 В" ( 3.233.059 ЭЗ), на плате А2 расположен блок управления ( 2.39и.014 ЭЗ), а на шасси расположен стабилизатор напряжения "минус 14 В" ( 3.975.019 ЭЗ), собранный на элементах УТІ и СЗ.
Елок управления состоит из таймера и схемы индикации отказов.
Таймер представляет собой реле времени с фиксированной выдержкой 27 мин , работа которого основана на отсчете определенного количества импульсов счетчиком импульсов.
Импульсы формируются из переменного напряжения с частотой 50 Гц элементами R1, R2,  VD1 ,D1.1 , D1.2.
Счетчик импульсов выполнен на микросхемах D1.3, D2, D3.1, D4 - D7.
Управляющим элементом счетчика является Д-триггер на микросхеме 03.1 - При включении питающего напряжения на выводе 9 управляющего Д-триггера автоматически появляется сигнал высокого уровня. При этом схема И-НЕ   01.3 пропускает счетные импульсы от формирователя через делитель частоты на микросхеме 02 на счетный вход микросхемы М. При отсчете 81.10"* импульсов на выходе [2 микросхемы 04 появляется сигнал высокого уровня, передним фронтом которого опрокидывается управляющий триггер и на его выходе 9 устанавливается сигнал низкого уровня. При этом схема И-НЕ   01.3 прекращает пропускание счетных импульсов на микросхему 02, запирается транзисторный ключ в ус тройстве АПЧ и загорается индикатор ГОТОВ, расположенный на передней панели УУЛИ.
Схема индикации отказов состоит из двух компараторов, выполненных на микросхемах 09'и 010, трех схем И-НЕ, на микросхемах 08Л, 08.3, D8.4, нагрузкой 08.3 является индикатор ОТКАЗ АПЧ, расположенный на передней панели УУЛИ.
Компаратор на микросхеме 09 за счет отрицательного смещения на неинвртирующем входе II находится в насыщенном состоянии и на его выходе присутствует высокий уровень отрицательного напря жения, которым запирается транзистор    VT2. В случае появления на входе сигнала разбаланса выше уровня напряжения смещения по-ложительной полярности через диод  V02 или отрицательной полярности через диод    V03. Компаратор переходит в другое насыщенное состояние с положительной полярностью на его выходе. При этом отпирается транзистор   VT2 на входе 12 схемы И-НЕ устанавливается сигнал низкого уровня, а на выходе - сигнал высокого уровня, который через схему И-НЕ   08.3 и резистор   R2I подается на светодиод ОТКАЗ АПЧ. Аналогичным образом работает компаратор на микросхеме DIO, который контролирует величину управляющего напряжения на нагревательном элементе.
5.4. Указания мер безопасности
5.4.1. Лазер по степени опасности генерируемого излучения относится к II классу по ГОСТ 12.1.040-83.
5.4.2. К работе с лазером допускаются лица, изучившие настоящий паспорт, инструкцию по безопасности труда при работе с лазерами, а также прошедшие местный инструктаж по безопасности труда.
5.4.3. Лазер может обслуживать одно лицо, имеющее квалификационную группу не ниже третьей.
5.4.4. При размещении лазеров и выполнении работ с ними (испытания, ремонт, обслуживание) следует соблюдать требования, изложенные в "Санитарных нормах и правилах устройства и эксплуатации лазеров" № 2392-81, утвержденных Министерством здравоохранения СССР, "Правил техники безопасности и промышленной санитарии в электронной промышленности" (разделы "К", "М", глава И-4), П., Энергия, 1973 г.
При работе с лазером запрещается:
направлять пучок излучения на окна, двери, стены и т.п.; работать с неисправной аппаратурой;
оставлять включенными устройства с лазерами без присмотра; вносить в зону пучка излучения предметы, способные вызвать отражение или рассеяние пучка в окружающее пространство;смотреть в направлении пучка излучения. При наличии прямого или отраженного излучения необходимо пользоваться светофильтрами CCI - CCI5 по ГОСТ 941I-81.
5.5. Порядок установки лазера в аппаратуру
5.5.1. При установке и закреплении излучателя в аппаратуре должны использоваться базовая плоскость основания, два посадоч-ных отверстия под установочные штифты и три резьбовых отверстия для крепежных винтов.
5.5.2. Продолжительность непрерывной работы лазера не огра-ничзна. В процессе непрерывной работы должно быть обеспечено поддержание температуры с кружащей излучатель среды в пределах. 5°С от начальной температуры, при которой лазер был включен. • Рабочая температура окружающей среда чбхоп.ится в диапазоне от минус 10 до*45°С, выход за зтот диапазон в процессе работы не допускается.
Не рекомендуется помещать излучатель лазера под кожух аппаратуры, если там имеются дополнительные элементы, выделяюoие тепло, а также рекомендуется защищать излучатель от потоков воздуха гфи размещении лазера в открытых помещениях.
5.5.3. УСТРОЙСТВА, В КОТОРЫХ ЭКСПЛУАТИРУЕТСЯ ЛАЗЕР. НЕ ДОМНЫ ДОПУСКАТЬ ПРЯМОЕ ОТРАЖЕНИЕ ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ В ЛАЗЕР.
5.5.4. При использовании лазера в составе измерительных средств эти измерительные средства подлежат метрологической поверке или аттестации в порядке, установленном согласно ГОСТ 8.513-84 или ГОСТ 8.326-78.
5.6. Порядок включения лазера
5.6.1. Соединить излучатель с, УУЛИ соединительным жгутом.
5.6.2. Заземлить корпуса излучателя и УУЛИ. Клеммы 4 находятся на задней панели УУЛИ и верхней крышке кожуха излучателя.
5.6.3. Включить сетевой кабель УУЛИ в сеть 220 В , 50 Гц.
5.6.4. Включить тумблер СЕТЬ на передней панели УУЛИ. При этом должны загореться индикаторы СЕТЬ и ОТКАЗ АПЧ, причем индикатор ОТКАЗ АПЧ горит в режиме мигания. Через несколько секунд должен произойти поджиг активного элемента излучателя и на выходе излучателя возникнуть излучение Стрелка прибора на передней панели. УУЛИ должна находиться вправо от нуля в пределах 60-100 мкА. Через (27+3) мин   после включения лазер? загорается индикатор ГОТОВ и гаснет индика-тор ОТКАЗ АПЧ, что характеризует включение системы стабилизации и правильный захват частоты. Кнопки ГОТОВ, РЛЧ + и РІГ! -   предназначены только для настроечных работ. ІРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛАЗЕРА ПОЛЬЗОВАТЬСЯ КНОПКАМИ ГОТОВ   И   ЮМ НЕ ДСПУСКШСЯ.
5.7. Порядок выключения лазера
5.7.1. Перевести тумблер СЕТЬ на передней панели УУЛИ в положение 0ТКЛ.