[實用新型]基于漫射元件的帶狀光束產生裝置

有效

• 申請號: 201320140619.3
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203241621U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 徐建程;王飛舟;陳達如
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及應用光學領域，具體涉及一種基于漫射元件的帶狀光束產生裝置。

背景技術

光學元件的缺陷是引起光學元件激光損傷的主要因素之一。如何有效檢測光學元件的內部缺陷，也是光學加工產業中必須解決的基礎問題。光學元件的內部缺陷，目前還沒有成熟的檢測方法和成型的檢測設備。一些研究人員對光學元件內部缺陷的檢測進行了初步的研究，主要采用激光掃描的方法測量光學元件的內部缺陷，所采用的照明光束是帶狀準直均勻光束，即照明光斑呈長方形形狀，一個邊長遠大于另一個邊長。最容易想到的方法是制作一個對應的狹縫，照明光束擴束以后經過狹縫后得到帶狀光束，但是該方法的能量利用率太低。為了提高能量利用率，有學者曾采用光柵衍射的方法得到帶狀光束，但是光柵衍射后的光束通常是發散或者會聚的，用來掃描測量光學元件內部缺陷時，會對檢測精度產生不利影響。光學元件內部缺陷檢測所需的帶狀光束，要求其波前近似準直、能量分布均勻，而且有較高的能量利用率，現有產生帶狀光束的方法及裝置不能有效地滿足光學元件內部缺陷檢測的要求。發明人也曾設計了基于雙柱面鏡的帶狀光束產生裝置，但是該裝置結構比較復雜，光路調整比較麻煩。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種基于漫射元件的帶狀光束產生裝置，該裝置可產生能量分布均勻、波前準直、能量利用率高的帶狀光束，而且本裝置結構簡單、操作方便，具有較強的實用性。

本實用新型專利所采用的技術方案是：本實用新型提供一種基于漫射元件的帶狀光束產生裝置，包括激光器、漫射元件和準直透鏡，其中漫射元件的前表面是平面、后表面是由微透鏡陣列組成，微透鏡的位置和矢高是獨立分布的；漫射元件的后表面位于準直透鏡的前焦平面處。激光器發出的光束經漫射元件后得到在子午和弧矢方向散射角寬度不同的散射光，散射光束再經準直透鏡后就可以得到波前準直、能量分布均勻的帶狀光束。本裝置可以將激光器發出的近似圓形的光斑整形成在子午線方向和弧矢線方向的長度之比大于10的帶狀光束。

與傳統的狹縫法和光柵衍射法相比，本實用新型提供的裝置產生的帶狀光束具有能量分布均勻、波前準直、能量利用率高等優點。與基于雙柱面鏡的帶狀光束產生裝置相比，本裝置用一個漫射元件代替雙柱面鏡系統，簡化了系統結構，光路調整更易實現，因此更具實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型的帶狀光束產生裝置在子午(YZ)方向的平面示意圖；

圖2為本實用新型的帶狀光束產生裝置在弧矢(XZ)方向的平面示意圖；

圖中：1為激光器，2為漫射元件，3為準直透鏡。

具體實施方式

圖1為本實用新型的帶狀光束產生裝置在子午(YZ)方向的平面示意圖。該裝置包括激光器1以及設置于該激光光源出光方向的漫射元件2和準直透鏡3。其中漫射元件2的后表面位于準直透鏡3的前焦平面處。

漫射元件2的前表面是平面，后表面是由微透鏡陣列組成，其微透鏡的位置和矢高是獨立分布的。激光器1發出的光束經漫射元件2的后表面后發生散射。散射角寬度由微透鏡的位置分布決定，微透鏡分布越密，則對應散射角寬度越大。因為其微透鏡的位置和矢高是獨立分布的，所以所得光束能量分布是比較均勻的。在子午和弧矢方向散射角寬度不同的散射光經過準直透鏡3后就得到準直的帶狀光束。

在本實施例中，所選漫射元件2在子午線(YZ)方向的散射角寬度為40度，見圖1，在弧矢線(YZ)方向的散射角寬度為3度，見圖2。準直透鏡3的焦距為20mm，因此，所得帶狀光束在子午線的長度為14.56mm、在弧矢線方向的長度為1.05mm。若準直透鏡3的焦距為40mm，則所得帶狀光束在子午線的長度為29.12mm、在弧矢線方向的長度為2.10mm。若采用不同的漫射元件可以得到不同長寬比的帶狀光束。即散射元件決定帶狀光束的形狀，準直透鏡決定帶狀光束的尺寸。