[發明專利]多束激光聚光傳輸裝置

無效

• 申請號: 201410069948.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103792653A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張宗權;苗潤才;黃育紅;王文成;姚志;劉志存;魯百佐;楊宗立
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B17/06;G02B6/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于激光傳輸設備或裝置技術領域，具體涉及多束激光在同一個光學器件上傳輸聚集的光學器件。

背景技術

激光束的聚焦是激光應用中的關鍵技術之一。激光束聚焦效果的優劣對激光能量的利用效率有重要的影響。傳統的激光束聚焦方法分為利用普通球面透鏡作為聚焦元件的透射式聚焦方法和利用不同反射鏡作為聚焦元件的反射式聚焦方法，但其成本高、光路復雜且占用空間較大，無法構成緊奏形結構，同時與光纖耦合難度大，影響了其應用范圍。上世紀60年代發明的自聚焦棒式透鏡，由于其獨特的光學特性以及可與半導體激光器和光纖完美結合的特點，在光纖通信、光纖傳感、光學儀器、醫療儀器等光信息的傳輸與檢測方面獲得了廣泛應用。但其制造成本高，特別是用于多激光束的聚焦效果較差，無法滿足實際工程需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種制造工藝簡單、生產成本低、聚光效果好的多束激光聚光傳輸裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：反射棱錐的錐尖設置在支柱的中心位置，支柱的另一端設置在激光傳輸聚光棒光入射端面的中心位置，反射棱錐的錐的中心線與激光傳輸聚光棒的中心線相重合。

本發明的反射棱錐為正3～6棱錐，反射棱錐的側面為光滑表面，反射棱錐的側面上有反射膜。

本發明的激光傳輸聚光棒為：在無機透明固體光學材料制成聚光段的光入射端連為一體有激光傳輸段、光出射端連為一體有整光段構成激光傳輸雙曲聚光棒，激光傳輸段、聚光段、整光段的外表面為光滑表面，激光傳輸段的光入射端面和整光段的光出射端面與激光傳輸雙曲聚光棒的中心線垂直。本發明的激光傳輸段的幾何形狀是直徑為D的圓柱體，整光段的幾何形狀是直徑為d的圓柱體，d＜D,聚光段的幾何形狀是側面為雙曲面的旋轉體，聚光段光入射端面的直徑與激光傳輸段的直徑相同、光出射端面的直徑與整光段的直徑相同。

本發明的聚光段側面的雙曲旋轉曲面是以直角坐標系中雙曲線方程

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為母線，y軸為中心軸旋轉形成的雙曲旋轉曲面，方程（1）以聚光段輸出端面的直徑及其延長線為x軸，聚光段的中心線為y軸，x為聚光段的半徑變量，d/2≤︱x︱≤D/2，y為半徑變量x所對應的聚光段高度，y≥0。

本發明的整光段直徑d的取值范圍為0.8mm≤d≤2.5mm，激光傳輸段直徑D的取值范圍為7d≤D≤10d。

由于本發明采用了反射棱錐的錐尖與支柱粘接，支柱的另一端用光學膠粘接在激光傳輸聚光棒光入射端面的中心位置，入射到反射棱錐側面上的激光束，通過反射棱錐反射垂直入射于激光傳輸聚光棒輸入端面的多束激光束，通過激光傳輸段進入聚光段，沿聚光段中心線直行通過聚光段進入整光段；其它的光線，以大的入射角入射到聚光段側面的雙曲面形成全反射，反射光又作為下一個反射點的入射光入射到更靠近聚光段輸出端的雙曲面上，多次全反射形成的折線形式傳輸到聚光段的輸出端，并以小的發散角聚集在聚光段的輸出端進入整光段，實現了多激光束在傳輸過程中的光能量集中。本發明具有結構簡單、成型容易、體積小、成本低、使用方便、聚光效率高等優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的結構示意圖。

圖2是圖1中激光傳輸聚光棒3的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。

實施例1

在圖1中，本實施例的多束激光聚光傳輸裝置由反射棱錐1、支柱2、激光傳輸聚光棒3聯接構成。