[發明專利]一種用于增強激光亮度的光學組件及高頻脈沖激光光源

有效

• 申請號: 201310514065.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103592766A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 楊華;李勇;尹周平;熊有倫;張步陽;鐘強龍;梅爽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;H01S3/101;H01S3/08;H01S3/105;H01S3/081
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于激光照明技術領域，更具體地，涉及一種用于增強激光亮度的光學組件及高頻脈沖激光光源。

背景技術

在測量領域，經常需要高亮度的光源為高速相機提供照明，由于脈沖激光脈沖峰值輸出能量大，輸出頻率高，可與相機曝光時間同步等優點，往往成為照明的首選，但是在一些超高速測量場合，相機的采圖幀率很高，為了與相機同步，要求脈沖激光的輸出頻率也很高，提高激光的輸出頻率卻導致了激光器單脈沖輸出能量偏低，進而相機曝光不足，帶來相機采圖不清晰或采集不到圖像的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種高頻脈沖激光光源，由此解決現有技術中激光器單脈沖輸出能量偏低，進而相機曝光不足，帶來相機采圖不清晰或采集不到圖像的技術問題。

本發明提供了一種用于增強激光亮度的光學組件，包括用于將多路激光光線合成一束的棱鏡組、用于將合束后的激光轉換為片激光的柱面透鏡組以及用于將片激光進行多次反射使得激光亮度增強的反射鏡腔。

更進一步地，所述棱鏡組包括與水平面成45°放置的條紋鏡以及設置于條紋鏡的出射光路上的偏振合束原件。

更進一步地，所述條紋鏡為表面交替鍍有反射膜和增透膜的平板，光線從所述條紋鏡的一個面上入射后被全部透射，光線從所述條紋鏡的另一面入射后被全部反射。

更進一步地，所述柱面透鏡組包括依次設置在光路上的聚焦透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡和雙凸透鏡。

本發明還提供了一種高頻脈沖激光光源，包括第一激光器組、第二激光器組、第一組條紋鏡、第二組條紋鏡、偏振合束原件、半波片、準直透鏡組、導光臂、聚焦透鏡、柱面透鏡組和反射鏡腔；所述第一激光器組包括n個沿水平方向依次排列的激光器，第一條紋鏡組包括n個沿水平方向依次排列且與水平方向成45°角放置的條紋鏡，n個激光器輸出的激光分別作為n個條紋鏡的入射光，前一個條紋鏡的出射光經后一個條紋鏡透射，n個激光器輸出的激光經n個條紋鏡后出射n路沿水平方向的激光；n為大于等于2的整數；所述第二激光器組包括m個沿豎直方向依次排列的激光器，第二條紋鏡組包括m個沿垂直方向依次排列且與垂直方向成45°角放置的的條紋鏡，m個激光器輸出的激光分別作為m個條紋鏡的入射光，前一個條紋鏡的出射光經后一個條紋鏡透射，m個激光器輸出的激光經m個條紋鏡后出射m路沿垂直方向的激光；m為大于等于2的整數；n路沿水平方向的激光作為偏振合束原件的一路入射光，m路沿垂直方向的激光經半波片偏振方向旋轉90度后作為所述偏振合束原件的另一路入射光，偏振合束原件將兩路入射光合束后的出射光依次通過所述準直透鏡組、導光臂、聚焦透鏡和柱面鏡組后形成片激光，所述片激光經過所述反射鏡腔多次反射后形成高頻脈沖激光。

更進一步地，所述柱面透鏡組包括依次設置在光路上的聚焦透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡和雙凸透鏡。

本發明提供的高頻脈沖激光光源具有結構簡單，控制簡單的特點，多個激光器的合成脈沖使得其具有激光脈沖輸出頻率高，亮度大的優點，可應用于高速相機的照明光源。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的高頻脈沖激光光源的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的高頻脈沖激光光源中柱面鏡組的組成示意圖；其中(a)為側視圖，(b)為俯視圖；

圖3本發明實施例提供的高頻脈沖激光光源中各個激光器的能量輸出時序圖；

圖4本發明實施例提供的高頻脈沖激光光源中3個激光器的能量輸出時序圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本發明公開了一種用于增強激光亮度的光學組件，包括用于將多路激光光線合成一束的棱鏡組、用于將合束后的激光轉換為片激光的柱面透鏡組以及用于將片激光進行多次反射使得激光亮度增強的反射鏡腔。

該用于增強激光亮度的光學組件用于將多路激光光線合成一束的由條紋鏡與偏振合束原件組成的棱鏡組，合束后的激光經過一組柱面透鏡后變成片激光，片激光經過多個反射鏡組成的空腔多次反射后激光亮度得到增強，從而實現高亮度照射目標的作用。

該用于增強激光亮度的光學組件具有結構簡單，控制簡單的特點，多個激光器的合成脈沖使得其具有激光脈沖輸出頻率高，亮度大的優點，可應用于高速相機的照明光源。