[發明專利]一種具有勻光功能的激光散斑消除裝置

無效

• 申請號: 201110166573.8
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102213839A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 賀鋒濤
• 申請（專利權）人: 西安郵電學院
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48;G02B27/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種具有勻光功能的激光散斑消除裝置，屬于激光成像技術領域。

背景技術

激光具有方向性好，亮度高，單色性好，相干性好的特性，正是這些特性使激光應用在各個領域。但由于激光的相干性特別好所以成像時則會形成散斑噪聲，影響成像質量，需要對散斑進行控制。在激光器輸出的典型中空矩形強激光光束中，光束的強度分布沿流場方向是非均勻的。該光強分布的不均勻性將會導致激光內傳輸通道中眾多的反射鏡面發生非均勻的熱變形，從而使激光系統最終輸出光束的波前分布發生畸變，導致輸出光束質量下降。所以要對激光光束進行勻光。因此，要使發出的光束均勻同時消除散斑是現在面臨的一個問題。

在高功率激光系統和應用中，希望輸出的激光光束有大的填充因子、均勻平滑的強度分布。在放大器中，輸入光束的不均勻會導致非線性效應使輸出光束質量變壞，甚至損壞激光工作物，在實際應用中受到系統的影響，光束的光強不僅受到振幅調制呈高斯分布還有位相畸變，因此需要進行勻光。所謂激光光束勻光技術，是指改變入射激光光束的強度分布為所需要的強度分布，同時調整光束的相位分束控制傳播路徑。

圖1示意了激光散斑形成示意圖，激光散斑的概念：當一束光照射到具有漫反射特行的粗糙表面上時，在反射光的空間中用觀察屏去接受光總可以看到一些斑點，這就是激光散斑現象。原因是電磁波或粒子束經受介質的無規則散射后，都會形成一種無規則分布的散射場。當一個信號是由大量的具有獨立相位的復分量相加而成時，信號就會出現散斑。這些分量在復平面中肯能有隨機的長度和隨機的方向，或者有已知的長度和隨機的方向。當這些分量相加時，它們就構成所謂“隨機行走”。所得的和或大或小，取決于求和的各分量的相對相位，尤其是占優勢的是相長還是相消干涉。如圖當激光102照射到粗材表面101時，以相近的光束在經過粗糙表面的漫反射后，兩光束在屏幕前的A點發生干涉。如果發生相長干涉，則A點顯示為亮點，如果發生相消干涉，則A點顯示為暗點。因此，當激光未經處理直接成像在物體上，屏幕上會顯示無規則分布的散斑噪聲。

公開號為CN101425656A的專利公開采用了利用壓電效應、電光效應、聲光效應及標準具等快速改變激光腔長或激光經歷的光程使激光輸出波長快速變化或產生跳變的方法來減少激光散斑效應。該方法的缺點在于要改變激光器本身結構，同時對于激光光束本身所具有的光束不均勻性未得到改善。

有鑒于此，需要提供一種在不改變激光器本身結構的情況下，既能消除激光散斑同時能夠勻光的裝置。

發明內容

本發明針對現有技術的不足提供一種具有勻光功能的激光散斑消除裝置。技術方案如下：

一種具有勻光功能的激光散斑消除裝置，包括激光光源、傳輸介質、振動模組，振動模組和傳輸介質固定連接，所述傳輸介質內有散射體，所述散射體是由不同于傳輸介質的材料以均勻的密度分布在傳輸介質內形成；所述振動模組在電源作用下振動，進而帶動所述傳輸介質及所述散射體一起振動，調節振動模塊的輸入功率以此來調節傳輸介質及散射體的振動幅度，直到獲得最佳的散斑消除效果。

所述的具有勻光功能的激光散斑消除裝置，所述傳輸介質可采用聚甲基丙烯酸甲脂，所述散射體采用質量分數為0.3wt％的4μm?SiO₂散射粒子。

所述的具有勻光功能的激光散斑消除裝置，所述振動模組的振動頻率高于80Hz。

優點和積極效應：

該方法可以將散斑消除和激光光束勻光結合起來，達到同時將兩個問題解決的優點。在傳輸過程中由于采用的是帶有散射體的傳輸介質，散射體是指能夠使光線柔和，沒有明顯投影的物體，所以散射體能使傳輸的激光光束均勻。而振動散射體以及傳輸介質則是指對傳輸中的激光的相干性起到破壞作用，而激光的強相干性正是產生散斑的主要原因。其中振動采用振動模組，給振動模組相應的電壓使傳輸介質以及散射體共同振動，不同電壓振動頻率不同，消除散斑的效果也有所不同。可以方便調節電壓來獲取消除散斑效果最好的成像圖像。本發明采用上述技術方案，公開了一種可以有效的消除散斑并且勻光的方法，同時相對于其他消散斑方法中，這種方法不用改變激光器本身結構，結構簡單，在激光成像領域也有很大優勢。

附圖說明

圖1為激光形成散斑的原理示意圖；

圖2為本發明的框架圖；

圖3為本發明實施方式的結構示意圖；

主要原件符號說明：粗糙平面101，激光光源102，傳輸模組201，振動模組202，成像物體203，激光光束301，散射體302，傳輸介質303，振動模組304，電源305。

具體實施方式