[實用新型]一種水下成像激光照明光斑勻化調節裝置

有效

• 申請號: 201721882649.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN207636853U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 李學龍;趙龍;郝歌揚;吳國俊;焉兆超
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本實用新型屬于光學照明和成像技術領域，具體涉及一種水下成像激光照明光斑勻化調節裝置。包括鏡筒、設置在鏡筒內且與鏡筒同軸的第一固定塊、第二固定塊、第一圓環及第二圓環；第一固定塊、第二固定塊分別用于固定第一圓環及第二圓環，第一圓環與第二圓環分別用于固定兩片微透鏡；通過機械結構設計，采用四個自由度單獨調節的方式有效的實現了兩組微透鏡間的相對軸距誤差、相對旋轉誤差和相對平移誤差(X、Y兩方向的平面移動)的微動調節，保證了兩組微透鏡陣列光軸的嚴格對齊，調節精度高、調節方法簡單、光斑質量好。

技術領域

本實用新型屬于光學照明和成像技術領域，具體涉及一種使用雙列微透鏡陣列調節機構使水下成像中照明激光器輸出光束勻化的裝置。

背景技術

在水下成像時，水體對自然光存在強烈的吸收和散射，采用自然光作為照明光源時光的能量衰減大，傳輸距離短。因此在水下成像相機系統中，多采用激光光源進行照明。激光器直接出射的光斑服從高斯分布，能量分布不均勻，呈現中心能量大，邊緣能量低的特征，采用這種光源進行照明，會影響水下相機的成像效果，無法直接使用，需要對激光直接出射的光斑進行整形為平頂光束，使其整個光斑的能量均勻分布。

目前應用比較廣泛的解決方法有：二元衍射元件、空心導管和微透鏡陣列等三種方法。由于微透鏡陣列法具有光束勻化系統體積小、能量傳輸效率高、對輸入光強分布不敏感等特點，而且還可實現一定的焦深等優點，所以該方法越來越多的應用到激光的勻化使用中。

常用的微透鏡陣列法由兩列串聯的微透鏡組合而成，這兩列微透鏡間必須有嚴格的相對位置關系，即在保證兩透鏡之間焦距的前提下，每個微小透鏡單元需嚴格對齊。這就要求兩微透鏡要具有一定的調節機構來消除由于安裝本體的加工裝配等帶來的誤差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種水下成像激光照明光斑勻化調節裝置，通過機械結構設計，采用四個自由度單獨調節的方式有效的實現了兩組微透鏡間的相對軸距誤差、相對旋轉誤差和相對平移誤差(X、Y兩方向的平面移動)的微動調節，保證了兩組微透鏡陣列光軸的嚴格對齊，調節精度高、調節方法簡單、光斑質量好。

本實用新型的技術解決方案是提供一種水下成像激光照明光斑勻化調節裝置，其特殊之處在于：包括鏡筒、設置在鏡筒內且與鏡筒同軸的第一固定塊、第二固定塊、第一圓環及第二圓環；第一固定塊、第二固定塊分別用于固定第一圓環及第二圓環，第一圓環與第二圓環分別用于固定兩片微透鏡；

還包括固定調節裝置，上述固定調節裝置包括第一緊定螺釘、第二緊定螺釘、調節螺桿及軸移螺桿；

上述第一固定塊的中心具有橢圓形通孔，將橢圓形通孔的短軸方向定義為上下方向，橢圓形通孔的長軸方向定義為左右方向；

鏡筒內壁設有孔槽，第一固定塊左側外壁與右側外壁均為平面，并與鏡筒中的孔槽平面貼合，孔槽上下兩弧面間距大于第一固定塊中上下兩弧面間距；

上述第一圓環位于所述橢圓形通孔內部，橢圓形通孔的上部及下部與第一圓環的外圓緊密貼合；

第一緊定螺釘及第二緊定螺釘分別位于橢圓形通孔的短軸及長軸延長線上，第一緊定螺釘及第二緊定螺釘穿過鏡筒，第一緊定螺釘及第二緊定螺釘頭部分別頂緊第一圓環及第一固定塊；

沿鏡筒內壁周向還設有環形突起，第二固定塊與所述環形突起的一個端面接觸；上述軸移螺桿的一端依次穿過鏡筒前端蓋、第二固定塊及環形突起通過軸用彈性擋圈限位在環形突起的另一端面；軸移螺桿的另一端接觸鏡筒前端蓋；軸移螺桿與第二固定塊螺紋連接；

第二固定塊的中心開設有圓形通孔，第二圓環固定在所述圓形通孔內且能夠沿圓形通孔的內壁周向旋轉，第二圓環徑向方向開有螺紋孔，第二固定塊與鏡筒上均開設有腰孔，調節螺桿穿過鏡筒及第二固定塊的腰孔與第二圓環上的螺紋孔固定。