[發明專利]一種同源分光光學系統

無效

• 申請號: 201110337233.7
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102360123A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 孫建華;趙耀峰
• 申請（專利權）人: 西安華科光電有限公司
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10;G01C15/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 李東京

技術領域

本發明屬于激光投線技術領域，具體涉及一種同源分光光學系統。

背景技術

激光投線儀是目前在建筑、裝飾及各類工程安裝行業廣泛使用的一種激光儀器，其功能主要是利用線束激光對三維空間進行水平和垂直定位、標識。

目前的激光投線儀通常由八只激光模組組成，其激光模組是用柱面透鏡將激光束改變成扇面分布，投射為線狀激光。用四只激光模組在水平空間對接為一個360°的投射激光線。另外四只激光模組分為兩組，每組用兩只激光模組在垂直空間對接為一個小于360°的投射激光線。兩組所形成的激光面相互垂直，從而達到在三維空間利用激光線進行投線標識的功能。這一三維投線功能可以用三個錐面反射鏡來實現，所以，錐鏡反式激光投線儀所使用的激光模組由八只減少到三只，不僅簡化了結構，而且降低了成本。

利用錐面反射鏡達到360°投射激光線技術的這種錐鏡反式激光投線儀，其關鍵是要在三維方向上形成三束激光，其光軸相互垂直。其光軸相互垂直的垂直度精度越高，對投線精度是一個基礎保證。在實際產品應用中，用三只激光模組作光源來達到三維方向上形成高精度的三束光軸相互垂直的激光，其缺點：一是調節結構比較復雜，儀器體積較大，二是機械調節難以保證其高精度，不利于產業化的實現。比較理想的是通過光學分光的方法，將激光光束分解為光軸相互垂直的三維方向的三束激光。通過光學加工保證其垂直精度，不僅可以將三只激光模組降為一只激光模組作光源，進一步降低成本，而且簡化調節結構，縮小儀器體積，進一步推進錐鏡反射式激光投線儀達到產業化。

發明內容

本發明的目的是提供一種同源分光光學系統，以解決現有的錐鏡反射式激光投線儀用三只激光模組作光源來達到三維方向上形成高精度的三束光軸相互垂直的激光所存在的調節結構比較復雜，儀器體積較大，機械調節難以保證其高精度，不利于產業化的實現的問題。

為達上述目的，本發明提供了一種同源分光光學系統，包括設置在入射光光路上的立方棱鏡、設置在該立方棱鏡的第一透射光光路上的分光鏡和設置在該分光鏡的第二反射光光路上的反射鏡，該第二反射光經該反射鏡反射后形成第三反射光，該第三反射光光路沿所述立方棱鏡的第一反射光光路與所述第一透射光光路的交點延伸。

上述立方棱鏡由第一直角等腰棱鏡和第二直角等腰棱鏡膠合而成，所述第一直角等腰棱鏡的下直角面設置于入射光光路上，該第一直角等腰棱鏡的斜面上設置有半透半反的分光鍍膜，所述入射光經該下直角面入射到該斜面上，由分光鍍膜分成所述第一反射光及透過該斜面的所述第一透射光；所述第一反射光經該第一直角等腰棱鏡的側直角面射出。

上述分光鏡包括透射面以及反射面；所述第一透射光入射到該反射面后一部分被反射形成所述第二反射光入射到所述反射鏡上，另一部分穿過該反射面經所述透射面射出形成第二透射光，且該第二透射光沿所述第一透射光光路射出。

上述反射鏡是異型側直角楔鏡或側直角棱鏡，且該側直角棱鏡包括長直角面，該長直角面上設置有全反射膜，該長直角面設置于所述第二反射光的光路上；該第二反射光經該長直角面全反射后形成所述第三反射光；所述第一等腰棱鏡的斜面設置于該第三反射光的光路上。

上述分光鏡的反射面和所述側直角楔鏡的長直角面的空間位置應當使所述第二反射光不與所述第一直角等腰棱鏡的斜面相干涉。

上述入射光是光學準直激光。

上述準直激光是半導體、氦氖或CO₂激光。

上述直角等腰棱鏡、分光鏡及側直角楔鏡是用光學玻璃或光學塑料制成的。

上述第一反射光、第一透射光和第三反射光通過三維坐標原點，分別沿Y軸、Z軸、X軸方向輸出。

本發明的優點是：一束準直激光通過兩次分光可形成三維方向的三束準直激光，并通過光學加工保證其分光精度，不僅有利于批量化生產，而且為錐鏡反射式激光投線儀產業化提供了基礎。

附圖說明

現結合附圖和實施例對本發明做詳細說明：

圖1是本發明提供的同源分光光學系統的光路示意圖。

圖2是本發明提供的同源分光光學系統的各光學元件的位置示意圖。

圖3是立方棱鏡的結構示意圖。

圖中：1、輸入激光；2、第一反射光；3、第一透射光；4、反射光；?5；第三反射光；6、第二反射光；7、第二透射光；8、9，分光鍍膜面；10，全反光面；11、光軸交點；12、第一等腰直角棱鏡；13、下直角面；14、斜面；15、分光鏡；16、立方棱鏡；17、反射鏡；18、長直角面；19、第二等腰棱鏡；20，側直角面。