[發明專利]紅外激光定倍擴束鏡及擴束裝置

在審

• 申請號: 201310390936.5
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104423048A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 李家英;周朝明;孫博;黃海;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: G02B27/12
• 分類號: G02B27/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種用于激光加工的縮小倍率的紅外激光定倍擴束鏡及擴束裝置。

背景技術

隨著激光加工使用范圍的日益擴大，近年來，特別是大功率激光器的加工應用受到越來越廣的重視。從激光器發出的激光束具有一定的發散角，對于激光加工來說，只有通過擴束鏡的調節使激光光束變為準直（平行）光束，才能利用聚焦鏡獲得細小的高功率密度光斑。在激光測距中，必須通過擴束鏡最大限度地改善激光的準直度才能得到理想的遠距離測量效果。通過擴束鏡能改變光束直徑以便用于不同的光學儀器設備。擴束鏡配合空間濾光片使用則可以使非對稱光束分布變為對稱分布，并使光能量分布更加均勻。

傳統的通過擴大擴束鏡倍率的方式進行大倍率的擴束，但是這種方式的光學系統的聚焦度很低。

發明內容

基于此，有必要提供一種可以提高聚焦度的紅外激光定倍擴束鏡及擴束裝置。

一方面，提供一種紅外激光定倍擴束鏡，包括第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡和所述第二透鏡位于同一光軸上，且依次沿入射激光束的傳輸方向設置，所述第一透鏡為雙凸型晶體正透鏡，所述第二透鏡為雙凹型晶體負透鏡，所述紅外激光定倍擴束鏡的倍率為0.6倍。

在其中一個實施例中，所述入射激光束的最大直徑為14mm。

在其中一個實施例中，所述入射激光束為波長1064nm的紅外激光束。

在其中一個實施例中，所述第一透鏡和所述第二透鏡在所述光軸上的間距為50mm，公差范圍為±5%。

在其中一個實施例中，所述紅外激光定倍擴束鏡的光學總長為54mm、工作功率為50w。

在其中一個實施例中，所述第一透鏡包括朝向入射激光束的第一凸面和背向入射激光束的第二凸面，所述第一凸面的曲率半徑為20mm，所述第二凸面的曲率半徑為-500mm。

在其中一個實施例中，所述第一透鏡在所述光軸上的中心厚度為3mm，且其公差范圍為±5%。

在其中一個實施例中，所述第二透鏡包括朝向入射激光束的第一凹面和背向入射激光束的第二凹面，所述第一凹面的曲率半徑為-63mm，所述第二凹面的曲率半徑為80mm。

在其中一個實施例中，所述第二透鏡在所述光軸上的中心厚度為1mm，且其公差范圍為±5%。

另一方面，提供一種紅外激光定倍擴束裝置，包括前述的紅外激光定倍擴束鏡，所述紅外激光定倍擴束鏡設置在激光光路上。

上述所述紅外激光定倍擴束鏡的倍率為0.6，小于1，由此其出瞳直徑就小于入瞳直徑，從而使入射激光束在聚焦之前預先聚焦一次，進而可提高光學系統的聚焦度。由此可知，所述紅外激光定倍擴束鏡無需通過擴大擴束鏡倍率的方式即可獲得提高光學系統的聚焦度的效果。

附圖說明

圖1為本發明一較佳實施例提供的紅外激光定倍擴束鏡的光學系統示意圖；

圖2為圖1所示紅外激光定倍擴束鏡的彌散圖；

圖3為圖1所示紅外激光定倍擴束鏡的象散和畸變圖；

圖4為圖1所示紅外激光定倍擴束鏡的光學傳遞函數MTF圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及／或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖1，圖示實施例中的紅外激光定倍擴束鏡包括一個第一透鏡L1和一個第二透鏡L2。所述第一透鏡L1和所述第二透鏡L2位于同一光軸上，且所述第一透鏡L1和所述第二透鏡L2依次沿入射激光束的傳輸方向設置。所述第一透鏡L1為雙凸型晶體正透鏡，所述第二透鏡L2為雙凹型晶體負透鏡。所述紅外激光定倍擴束鏡的倍率為0.6倍。

可以理解的是，所述第一透鏡L1和所述第二透鏡L2均由光學玻璃或光學塑料制成。

可以理解的是，所述紅外激光定倍擴束鏡可將入射激光束的直徑擴束0.6倍后，仍是一束平行光射出。可知所述紅外激光定倍擴束鏡的倍率小于1，為一種縮小倍率的擴束鏡，而非傳統的擴大倍率的擴束鏡。