[發明專利]擴束鏡和擴束系統

有效

• 申請號: 201410515380.2
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104199191A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 劉俠;初單萍;傅謙;肖煉;馮向立;鄧劍欽;陸繼樂;段譽;王興龍
• 申請（專利權）人: 光庫通訊(珠海)有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種擴束鏡以及安裝有該擴束鏡的擴束系統。

背景技術

在高功率激光器系統中，為了防止返回光返回系統內影響激光器的穩定運轉甚至破壞激光器內部元器件，常需加入光纖隔離器，使光只能單向通過。

另一方面，高功率激光器系統為了獲得合適的光斑尺寸和發散角，光隔離器輸出端需加入擴束鏡。擴束鏡主要有兩個用途，其一是擴展激光束的光斑直徑，其二是調整合適的激光束發散角。因此，擴束鏡被用于遠距離照明或投影以及聚焦系統上，也被廣泛應用于工業、安防、醫療等行業中。

然而，當有強反射光返回時，光隔離器雖然能有效隔離反射光，防止其返回激光器內部，但是當反射光的功率大于光隔離器的損傷閥值時，則由于反射光過強繼而造成光隔離器自身的不可逆轉性毀壞。而光隔離器造價昂貴，且其毀壞后很難修復，使得高功率激光器系統需要附上高額的修護費用，不利于推廣使用。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種維護成本低廉且具有截止反射光功能的擴束鏡。

本發明的第二目的是提供一種維護成本低廉且具有截止反射光功能的擴束系統。

為了實現本發明的第一目的，本發明提供一種擴束鏡，包括沿光路方向設置的透鏡組件，透鏡組件包括至少兩個透鏡，其中，擴束鏡沿光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設置有光闌和透光片，光闌沿光路方向貫穿地設置有通孔，透光片設置在通孔中，第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡，透光片設置在出射光的聚焦處。

由上述方案可見，通過在出射光的聚焦處設置透光片和光闌，使得當反射光沿偏離光軸的方式返回，此時的反射光都被耐高溫且可吸收光線的光闌吸收，從而可有效地防止反射光返回到光隔離器中，避免光隔離器和激光器的損壞。當反射光沿原光軸的方式返回，此時的大部分反射光將照射在低光傷閾值的透光片上，如反射光的功率與入射光功率之和大于透光片的損傷閥值，則透光片將被損壞，使得從第一透鏡出射的出射光無法通過透光片，繼而正向和方向的光都無法通過透光片，因而有效避免了擴束鏡的前級設備的損壞。同時由于擴束鏡中的光闌和透光片相對廉價，且方便拆卸更換，更換價格相對較低的光闌和透光片后便可繼續使用，相對比光隔離器的造價昂貴，本發明的擴束鏡維護成本低廉，易于推廣。

更進一步的方案是，光闌由石墨制作而成。

由上可見，石墨是可耐高溫且具有較高吸光性能的材料，且成本低廉，易于更換。

更進一步的方案是，透光片由光學玻璃制作而成。

由上可見，通過采用低光傷閾值的光學玻璃制作而成的透光片，使得在滿足正向輸出光的同時，能夠有效地防止反向輸入的反射光的光功率過大，繼而通過成本低廉的方式保護光隔離器。

更進一步的方案是，透光片的直徑與聚焦處的出射光的光斑直徑相匹配。

由上可見，通過透光片的直徑的設置，可有效地防止過多的反射光照射到透光片上，使得大部分的反射均照射到具有較高吸光性能的光闌上，繼而進一步的保護光隔離器。

更進一步的方案是，擴束鏡還包括殼體，透鏡組件和光闌封裝在殼體內。

由上可見，通過殼體的封裝，有利于提高擴束鏡的一體化以及其工作的穩定性。

為了實現本發明的第二目的，本發明提供一種擴束系統，擴束系統，沿光路設置有激光器、光隔離器和擴束鏡，激光器經過光隔離器向擴束鏡輸出入射光，擴束鏡包括沿光路方向設置的透鏡組件，透鏡組件包括至少兩個透鏡，其中，擴束鏡沿光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設置有光闌和透光片，光闌沿光路方向貫穿地設置有通孔，透光片設置在通孔中，第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡，透光片設置在出射光的聚焦處。

由上述方案可見，通過在出射光的聚焦處設置透光片和光闌，使得當反射光沿偏離光軸的方式返回，此時的反射光都被耐高溫且可吸收光線的光闌吸收，從而可有效地防止反射光返回到光隔離器中，避免光隔離器和激光器的損壞。當反射光沿原光軸的方式返回，此時的大部分反射光將照射在低光傷閾值的透光片上，如反射光的功率與入射光功率之和大于透光片的損傷閥值，則透光片將被損壞，使得從第一透鏡出射的出射光無法通過透光片，繼而正向和方向的光都無法通過透光片，因而有效避免了光隔離器以及整個激光器的損壞。同時由于擴束鏡中的光闌和透光片相對廉價，且方便拆卸更換，更換價格相對較低的光闌和透光片后便可繼續使用，相對比光隔離器的造價昂貴，本發明的擴束系統維護成本低廉，易于推廣。

更進一步的方案是，入射光的光功率與光隔離器損傷閥值之和大于透光片的損傷閥值。