[實(shí)用新型]可變倍率擴(kuò)束鏡頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420649421.2
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN204178041U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉黨會;李紅波;陳昆侖;胡亮;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州生物材料與工程研究所;浙江溫醫(yī)雷賽醫(yī)用激光科技有限公司
• 主分類號: G02B15/17
• 分類號: G02B15/17;G02B7/04
• 代理公司: 溫州金甌專利事務(wù)所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林益建

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于激光擴(kuò)束的領(lǐng)域，具體涉及一種可變倍率擴(kuò)束鏡頭。

背景技術(shù)

通常應(yīng)用在激光光學(xué)系統(tǒng)中的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)的擴(kuò)束比是固定的，實(shí)際上是一個倒置的望遠(yuǎn)系統(tǒng)。當(dāng)理想高斯光束經(jīng)過焦距為f的薄透鏡變換時，是不可能將高斯光束轉(zhuǎn)換成平面波的。當(dāng)光束束腰位于透物鏡方焦平面時，像高斯光束的方向性不但與透鏡焦距的大小有關(guān)，而且也與入射光束束腰大小有關(guān)。入射光束束腰愈小，則高斯光束的方向性愈好。因此，如果預(yù)先用一個短焦距透鏡將高斯光束聚焦，以獲得極小腰斑，然后再用一個長焦距透鏡來改善其方向性，就可以得到很好的準(zhǔn)直效果。

一個給定的望遠(yuǎn)系統(tǒng)對高斯光束的準(zhǔn)直倍率不僅與望遠(yuǎn)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，而且還與高斯光束的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及腰斑與副鏡的距離有關(guān)。當(dāng)入射高斯一定時，準(zhǔn)直倍率也就取決于望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，而這一結(jié)構(gòu)參數(shù)也基本上是固定不變的，對需要不同擴(kuò)束倍率的系統(tǒng)需要專門定制。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服以上的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種可變倍率擴(kuò)束鏡頭，用于1030-1070nm波段飛秒激光的外光路的前端擴(kuò)束部分。

本實(shí)用新型提供一種可變倍率擴(kuò)束鏡頭，其包括依次排列的平凸透鏡、第一負(fù)彎月透鏡、第二負(fù)彎月透鏡以及雙凸透鏡，所述平凸透鏡與第一負(fù)彎月透鏡之間的距離以及第一負(fù)彎月透鏡與雙凸透鏡之間的距離不變，所述第二負(fù)彎月透鏡位于第一負(fù)彎月透鏡以及雙凸透鏡之間，且可左右移動，所述平凸透鏡的通光口徑為9.3mm，所述第一負(fù)彎月透鏡的通光口徑為2.8mm，所述第二負(fù)彎月透鏡的通光口徑為6.0mm，所述雙凸透鏡的通光孔徑為34mm。

所述平凸透鏡、第一負(fù)彎月透鏡、第二負(fù)彎月透鏡以及雙凸透鏡鍍有1030nm-1070nm波段增透膜。

所述平凸透鏡的左曲率半徑為17.841mm，右曲率半徑為230.919mm。

所述第一負(fù)彎月透鏡的左曲率半徑為18.821mm，右曲率半徑為3.092mm。

所述第二負(fù)彎月透鏡的左曲率半徑為23.238mm，右曲率半徑為10mm。

所述雙凸透鏡的左曲率半徑為156.583mm，右曲率半徑為163.367mm。

實(shí)用新型的有益效果是：通過移動第二負(fù)彎月透鏡在第一負(fù)彎月透鏡以及雙凸透鏡之間的距離，實(shí)現(xiàn)不同倍率的擴(kuò)束效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型2倍擴(kuò)束時的光路圖。

圖2是本實(shí)用新型2。5倍擴(kuò)束時的光路圖。

圖3是本實(shí)用新型3倍擴(kuò)束時的光路圖。

圖4是本實(shí)用新型3.5倍擴(kuò)束時的光路圖。

圖5是本實(shí)用新型4倍擴(kuò)束時的光路圖。

圖6是本實(shí)用新型各倍擴(kuò)束時的光路參數(shù)表格。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說明：

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種可連續(xù)變倍的無焦準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡，用于飛秒激光光路系統(tǒng)中，通過對激光光束不同倍率的擴(kuò)束，以改變聚焦鏡頭的工作NA值，找出最佳的聚焦參數(shù)。

該鏡頭用于1030-1070mm波段飛秒激光的外光路的前端擴(kuò)束部分，激光出口光束寬度在1.7mm左右，光路系統(tǒng)對光束寬度要求在5mm-6mm，需要擴(kuò)束范圍在2-4倍之間。在設(shè)計(jì)擴(kuò)束鏡頭的結(jié)構(gòu)時，需要考慮盡量減小能量損耗，本實(shí)用新型中使用的各個鏡片，均做中心波長為1064nm的介質(zhì)膜鍍膜處理，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行像差優(yōu)化，以使光束光程差最小保證飛秒激光的脈沖不會展寬。

本實(shí)用新型提供一種可變倍率擴(kuò)束鏡頭，其包括依次排列的平凸透鏡1、第一負(fù)彎月透鏡2、第二負(fù)彎月透鏡3以及雙凸透鏡4，所述平凸透鏡1與第一負(fù)彎月透鏡2之間的距離以及第一負(fù)彎月透鏡3與雙凸透鏡4之間的距離不變，所述第二負(fù)彎月透鏡3位于第一負(fù)彎月透鏡2以及雙凸透鏡4之間，且可左右移動，所述平凸透鏡1的通光口徑為9.3mm，所述第一負(fù)彎月透鏡2的通光口徑為2.8mm，所述第二負(fù)彎月透鏡3的通光口徑為6.0mm，所述雙凸透鏡4的通光孔徑為34mm。而且平凸透鏡1、第一負(fù)彎月透鏡2、第二負(fù)彎月透鏡3以及雙凸透鏡4的材料均為H-K9L常用無色玻璃。

所述平凸透鏡1的左曲率半徑為17.841mm，右曲率半徑為230.919mm，所述第一負(fù)彎月透鏡2的左曲率半徑為18.821mm，右曲率半徑為3.092mm，所述第二負(fù)彎月透鏡3的左曲率半徑為23.238mm，右曲率半徑為10mm，所述雙凸透鏡4的左曲率半徑為156.583mm，右曲率半徑為163.367mm。