[發明專利]一種基于CO2激光管光源的擴束與實時調焦裝置

在審

• 申請號: 201711094072.7
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107643601A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 周潔;于道林;李巖;楊靜琦;馬喆;姜來;周恒妍
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;H01S3/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 付生輝

技術領域

本發明涉及激光技術領域，具體涉及一種基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置。

背景技術

輸電網的電力線通常裸露、無絕緣層，上面懸掛纏繞的風箏、布條、塑料布等異物應及時處理。否則若沾染雨雪露水或受其他條件影響，易引起相間短路，存在火災等安全隱患，此外還有可能導致跳閘，危及大面積城區供電造成極大的經濟損失。清理電力線上異物的一般方法有：人工爬上桿塔進行清理、絕緣斗臂車升空摘取、無人機噴火清除等。人工爬上桿塔進行清理與絕緣斗臂車升空摘取，由于電力線一般較高，且進行清理時作業人員距線路過近，存在安全風險；無人機噴火清除，由于無人對風向十分敏感，對操作人員要求高。

采用CO₂激光電網異物清除儀，清除電線上的風箏、塑料、布片等異物，具有遠距離、非接觸、高效率等優點。現有的CO₂激光電網異物清除裝置或采用準直式的光束發射方式，或采用固定焦距的聚焦發射方式。準直光束發射方式，CO₂激光管輸出的CO₂激光發散角大，到達目標上的光斑大、激光功率密度低，難以直接實現對遠距離電線上異物的清除，激光功率的利用率低。而固定焦距的聚焦發射方式，擴束光學系統采用同一個焦距，不能實現CO₂激光對不同距離的目標聚焦，難以實現對不同距離異物的清除。

發明內容

為解決上述至少之一的技術問題，本發明提供一種基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置。本發明的CO₂激光擴束單元對CO₂激光進行擴束，以壓縮CO₂激光的發散角，同時根據異物的距離實時調焦，使在異物處CO₂激光的光斑最小，激光功率密度最高，對異物的清除能力最強。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置，包括：CO₂激光管、CO₂激光擴束單元和CO₂激光調焦單元；

所述CO₂激光管用于產生CO₂激光光束；

所述CO₂激光擴束單元包括擴束次鏡和擴束主鏡；所述擴束次鏡和擴束主鏡安裝于所述CO₂激光光束的光路上，對其進行擴束；

所述CO₂激光調焦單元包括激光測距儀、信號處理與控制系統和電動平移臺；所述擴束次鏡安裝固定在所述電動平移臺上；

所述激光測距儀對目標進行測距并將所測距離反饋給所述信號處理與控制系統；所述信號處理與控制系統根據所述激光測距儀反饋的距離計算出所述電動平移臺的移動量；

所述電動平移臺帶動所述擴束次鏡在所述信號處理與控制系統的控制下沿著所述CO₂激光光束的光軸方向移動，進行實時調焦。

優選地，所述基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置還包括CO₂激光光軸轉折單元；所述CO₂激光光軸轉折單元包括第一轉折鏡和第二轉折鏡，用于將所述CO₂激光管輸出的CO₂激光光束的方向轉折180°；

所述擴束次鏡和擴束主鏡安裝于所述CO₂激光光束轉折180°后的光路上。

本發明的有益效果

本發明提供的基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置，利用兩個45度平面反射鏡將CO₂激光光束的光軸方向轉折180°，縮短了激光發射筒的長度，實現了激光發射筒的小型化和便攜化，適合野外運輸和工作；并且可以根據目標的距離實時調焦，實現了對不同距離目標，一定功率激光管的條件下，CO₂激光的光斑最小，激光功率密度最高，對異物的清除能力最強。

附圖說明

圖1為本發明基于CO₂激光管光源的擴束與實時調焦裝置的光路示意圖；

附圖標記說明：1-CO₂激光管、21-第一轉折鏡、22-第二轉折鏡、31-擴束次鏡、32-擴束主鏡、41-激光測距儀、42-信號處理與控制系統、43-電動平移臺。

具體實施方式