[實用新型]一種片狀貝塞爾光束產生裝置

有效

• 申請號: 201921685265.4
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN210803879U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 周強;張軒;夏濤
• 申請（專利權）人: 西安尚泰光電科技有限責任公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于激光加工技術領域，公開了一種片狀貝塞爾光束產生裝置，軸棱錐橫截面為橢圓型，頂角角度α從180度到10度之間；軸棱錐的光線輸出端設置有透鏡，透鏡的光線輸出端設置有聚焦物鏡，軸棱錐為正軸棱錐或負軸棱錐。軸棱錐為正軸棱錐時，干涉區域為貝塞爾光束，橫截面為橢圓；由于橢圓的長軸與短軸的差異，干涉區域為細長的片狀光束，聚焦后的光束為片狀貝塞爾光束；軸棱錐為負軸棱錐時，產生空心橢圓光束，聚焦后在焦點上能夠產生細長的片狀貝塞爾光束。本實用新型通過橢圓形軸棱錐能夠提供更深的焦深，更遠的無衍射傳輸距離，產生片狀貝塞爾光束，可廣泛應用于激光切割、熒光成像等等領域。

技術領域

本實用新型屬于激光加工技術領域，尤其涉及一種片狀貝塞爾光束產生裝置。

背景技術

貝塞爾光束概念自1987年由美國Rochester大學的J.Durnin提出已在過去的幾十年里得到國內外科學領域專家廣泛研究。貝塞爾光束最具吸引力的特征就是它的無衍射性和自恢復自重建特性。特殊的光束特性使得貝塞爾光束在眾多領域中展現出比高斯光束所不具有的特性。

產生貝塞爾光束的方法主要有：環縫透鏡法、軸棱錐法、全息法、法珀腔法、光纖端面角錐法。其中軸棱錐法因產生效率較高、器件裝卸較為靈活簡單等優勢而應用最為廣泛。軸棱錐產生無衍射光束的傳輸距離與軸棱錐的底角成反比，與入射光斑半徑成正比，在科研和工業領域廣泛應用。

傳統軸棱錐為圓形橫截面，相應的焦點為圓對稱的針狀貝塞爾光束，針對高效切割和高速熒光成像領域，不僅需要細長的激光焦點，更需要片狀的激光焦點，來增加切割效率或者成像速度。為此，我們對傳統軸棱錐進行改進，采用橢圓形橫截面的軸棱錐來實現片狀貝塞爾光束。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

傳統軸棱錐無法產生片狀貝塞爾光束，影響了切割效率和成像速度。

實用新型內容

針對新的技術需求，本實用新型提供了一種片狀貝塞爾光束產生裝置。

本實用新型是這樣實現的，一種片狀長貝塞爾光束產生裝置設置有：

軸棱錐；

所述軸棱錐橫截面為橢圓型；

所述軸棱錐頂角角度α從180度到10度之間；

所述軸棱錐的光線輸出端設置有透鏡，透鏡的光線輸出端設置有聚焦物鏡。

進一步，所述軸棱錐為正軸棱錐或負軸棱錐；

本實用新型的軸棱錐為橢圓橫截面，相應的焦點為非圓對稱的片狀貝塞爾光束。橢圓的長軸和短軸的比例可以改變片狀光束的橫截面尺寸(即光斑大小)。橢圓軸棱錐可以為凸(正)軸棱錐，也可以為凹(負)軸棱錐。橢圓軸棱錐可以為單梯度軸棱錐，也可以為多梯度軸棱錐。多梯度軸棱錐能夠進一步增加焦點長度。

綜上所述，本實用新型的優點及積極效果為：

本實用新型設置有橢圓形軸棱錐，作為傳統軸棱錐的改進，能夠提供更深的焦深，更小的無衍射光束畸變，更遠的無衍射傳輸距離等，可廣泛應用于眾多領域。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的橢圓正軸棱錐的剖面結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的橢圓負軸棱錐的剖面結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例提供的橢圓形軸棱錐在傳統4f系統中的應用結構示意圖；

圖中：1、橢圓形軸棱錐；2、透鏡；3、聚焦物鏡。

圖4是本實用新型實施例提供的變頂角的橢圓正軸棱錐的示意圖。

具體實施方式