[發(fā)明專利]一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510037286.5
• 申請(qǐng)日: 2015-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104536150B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江萍;楊華軍;毛盛乾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/30
• 分類號(hào): G02B27/30;G02B27/09;G02B27/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)的特征在于適用于半導(dǎo)體激光器出射的非對(duì)稱發(fā)散特性高斯光束的準(zhǔn)直與整形，其光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為高精度準(zhǔn)直與整形光學(xué)系統(tǒng)和空心光束整形光學(xué)系統(tǒng)兩部分，其中高精度準(zhǔn)直與整形光學(xué)系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)雙曲面平凸透鏡、第一個(gè)三棱鏡和第二個(gè)三棱鏡構(gòu)成；旋轉(zhuǎn)雙曲面透鏡將半導(dǎo)體激光器出射的非對(duì)稱發(fā)散特性的高斯激光束準(zhǔn)直為橢圓截面的平行光束，第一個(gè)三棱鏡和第二個(gè)三棱鏡將準(zhǔn)直后的橢圓截面光束整形為與光學(xué)系統(tǒng)主光軸同軸的圓形截面準(zhǔn)直高斯光束；空心光束整形光學(xué)系統(tǒng)由一對(duì)軸棱錐構(gòu)成，將準(zhǔn)直光束進(jìn)一步整形為準(zhǔn)直空心光束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述高精度準(zhǔn)直與整形光學(xué)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)雙曲面平凸透鏡的左焦點(diǎn)與半導(dǎo)體激光器出射面重合，半導(dǎo)體激光器出射的橢圓截面發(fā)散高斯光束經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)雙曲面平凸透鏡后被準(zhǔn)直為橢圓截面的高精度準(zhǔn)直高斯光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述高精度準(zhǔn)直與整形光學(xué)系統(tǒng)中第一個(gè)三棱鏡的前端面與旋轉(zhuǎn)雙曲面平凸透鏡的平面相粘合，經(jīng)旋轉(zhuǎn)雙曲面準(zhǔn)直后的橢圓截面平行光束經(jīng)第一個(gè)三棱鏡的后端面折射后形成離軸光束，再經(jīng)過(guò)所述第二個(gè)三棱鏡后被整形為與主光軸同軸的圓形截面的平行光束，該平行光束的發(fā)散角理論上可突破光的衍射極限。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述空心光束整形光學(xué)系統(tǒng)由一對(duì)軸棱錐構(gòu)成，入射的圓形截面平行光束經(jīng)過(guò)一對(duì)軸棱錐后被整形為圓環(huán)截面的準(zhǔn)直空心光束。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生高精度準(zhǔn)直空心激光束的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述高精度準(zhǔn)直與整形光學(xué)系統(tǒng)和空心光束整形光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于矢量折射定理，建立三維折射面與矢量光線模型，利用MATLAB程序?qū)鈱W(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)光線在光學(xué)系統(tǒng)中的空間傳輸進(jìn)行三維追跡，獲得各種像質(zhì)評(píng)價(jià)曲線。