[實用新型]雙譜段柱面鏡激光擴束系統

有效

• 申請號: 201320091397.0
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN203133398U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 徐亮;趙建科;楊菲;周艷;陳永權;段亞軒;劉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B3/00;G02B1/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本實用新型屬于光學領域，涉及一種激光擴束系統，尤其涉及一種雙譜段柱面鏡激光擴束系統。

背景技術

近年來，隨著高功率激光技術的發展，對激光整形技術的要求越來越高，尤其是多譜段激光整形技術的要求也就越來越多，如激光擴束系統要求準直精度高、多譜段準直、整形后出射光像質優良（無像差）、能量損失率低等要求。

目前，在各種激光設備的研制中，常見的激光擴束系統要么就是利用傳統的擴束系統設計方法，采用兩種普通透鏡組合進行準直擴束，這樣的話雖然加工裝調易實現，然而對于指定規格形狀尺寸的激光光斑就顯得很不合適（必須采用視場光闌來實現），損失能量；要么就是對于激光單色光擴束，無法實現多譜段光束的準直擴束。另外，在不同光斑尺寸變化的擴束系統中，為了實現子午和弧矢兩個方向產生不同的放大率，需要研究一種新型激光光斑擴束系統來解決雙向放大倍率匹配的問題。

實用新型內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型結合傳統的激光準直擴束原理提出了一種可在雙譜段以及不同放大比的高精度雙譜段柱面鏡激光擴束系統，該系統能夠有效的實現雙光譜的激光快、慢軸擴束，達到指定要求的激光擴束口徑。

本實用新型的技術解決方案是：本實用新型提供了一種雙譜段柱面鏡激光擴束系統，包括第一正透鏡以及第二正透鏡，其特殊之處在于：所述雙譜段柱面鏡激光擴束系統還包括第一柱面鏡以及第二柱面鏡；所述第一正透鏡、第一柱面鏡、第二柱面鏡以及第二正透鏡依次設置在同一光軸上。

上述第一柱面鏡以及第二柱面鏡均是平凸型柱面鏡。

上述第一柱面鏡的焦距小于第二柱面鏡的焦距。

上述第一正透鏡與第一柱面鏡之間的間距小于第二柱面鏡與第二正透鏡之間的間距。

上述第一正透鏡和第一柱面鏡所形成的光學系統與第二柱面鏡和第二正透鏡所形成的光學系統是共焦面的。

上述第一正透鏡和第一柱面鏡所形成的光學系統的焦距小于第二柱面鏡和第二正透鏡所形成的光學系統的焦距。

上述第一正透鏡與第二正透鏡是具有固定縮束比的。

上述第一正透鏡以及第二正透鏡均是采用CaF₂材料所形成。

上述第一柱面鏡以及第二柱面鏡均是采用石英材料所形成。

本實用新型的優點是：

本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統是一種雙譜段（532nm和1064nm）、子午和弧矢不同放大倍率的激光擴束系統，該系統主要用于各類激光擴束裝置的研制，尤其是在線激光器光斑擴束成面激光的應用，保證了激光器經擴束系統擴束后無像差整形、不損失能量的目的。具體而言，本實用新型具有以下有益效果：

1）本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統，首次利用柱面鏡定倍率設計法，突破了以往傳統的普通對稱式透鏡原理（通過在擴束系統出瞳設置固定視場光闌來改變出射光口徑），可直接在擴束系統出瞳得到目標尺寸口徑的光束，大大提高了激光器的能量利用率；

2）本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統，利用柱面鏡單向擴束原理，結合經典的開普勒望遠系統裝置，提出了一種柱面鏡法雙向不同放大倍率的擴束系統，可將傳統的光束在子午和弧矢以不同放大比同時擴束；

3）本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統，為了消除不同譜段色差的影響，首次采用不同材料的透鏡組合來校正色差的影響，從而可消除不同譜段色差產生的準直精度誤差及波前誤差；

4）本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統，利用現有激光器的規格和尺寸設計了一種特制的擴束系統，也可將此技術擴展應用于其他激光器擴束裝置，甚至應用于其他復色光擴束系統中。

基于本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統，可將雙譜段（532nm和1064nm），激光器出射光口徑為5mm×1mm，擴束成30mm×30mm的光斑，出射光準直精度優于5″，出射光波前優于λ/5。傳統的激光擴束系統采用兩塊相同材料的柱面鏡或者球面鏡共軸安裝可以起到擴束作用，然而本實用新型采用的是兩種不同材料、不同規格透鏡組合，最終實現出射光束在子午、弧矢兩個方向不同放大比的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的雙譜段柱面鏡激光擴束系統的光路原理示意圖；

其中：

1-第一正透鏡；2-第一柱面鏡；3-第二柱面鏡；4-第二正透鏡。

具體實施方式