[發(fā)明專利]一種抑制激光散斑的積分球光源裝置

有效

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111238640B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 韋躍峰;劉磊;藺超;鄭玉權
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10;G01J3/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 胡素莉

本發(fā)明公開了一種抑制激光散斑的積分球光源裝置，包括固定支架、通過柔性連接件可晃動的安裝于固定支架上的積分球、以及固定于固定支架上并用于向積分球的入光口射入激光的激光光纖，積分球的外壁上設有用于驅動積分球相對固定支架振動的第一振動裝置。在不破壞積分球整體性基礎上，通過柔性連接件將積分球安裝在固定支架上，從而將積分球進行整體懸置，并通過在積分球上連接第一振動裝置使積分球在小范圍內發(fā)生振動，使射入積分球內部光線的反射面不間斷地發(fā)生位置變化，從而減弱光線的相干性，最終提高積分球出光口處光源的均勻性，抑制激光散斑。且整體結構緊湊，可控性、可靠性較高，成本低，便于生產以及使用維護。

技術領域

本發(fā)明涉及光源裝置技術領域，更具體地說，涉及一種抑制激光散斑的積分球光源裝置。

背景技術

光譜輻射定標對于光譜儀響應性能的判定和遙感圖像數據的校正，起到至關重要的作用，定標精度受定標光源的影響較為明顯。積分球光源是理想的勻光設備，有著良好的面發(fā)光均勻性，出口光源近似朗伯體光源的特性，是國內外普遍采用的實驗室輻射定標和測試光源。

積分球是一個內壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，壁上開有兩個或以上圓孔，用于光的入射和出射。內壁近似于理想的球面，并涂有理想的漫反射材料，如氧化鎂或是硫酸鋇等。入射光經積分球內壁涂層多次反射后，照度被勻化，在出光口處獲得近似均勻的出射光線。

在進行光譜輻射定標時，采用相對應波長的激光作為光源。激光首先通過傳導光纖入射到積分球內部，經內壁多次漫反射勻化后由出射口處出射，進入光學系統，最終成像在探測器焦面上。由于激光光源頻率相同，在空間具有高度相干性，經積分球多次漫反射后在出光口處發(fā)生干涉，產生明暗斑點，即散斑，影響輻射定標的精度。

現有技術中，通常通過積分球兩個半球的相對旋轉來降低激光散斑，將積分球分為固定半球，以及轉動半球，轉動半球由伺服電機周期性驅動。激光在固定半球與反射半球間反射，最終實現散斑的抑制。

但是，上述采用固定半球與轉動半球相結合的方式，將完成積分球分體式使用，因此積分球內壁理想的完整球體被破壞，與理想球體的偏差較大且無法控制；而且，由于相對轉動，因此兩個半球會產生較大的相對摩擦力，不斷對積分球進行磨損，并存在漏光問題；另外，采用電機驅動，整體驅動機械結構較為笨重，操作使用不方便。

因此，如何在不破壞積分球整體性的基礎抑制激光散斑的問題，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種抑制激光散斑的積分球光源裝置，在不破壞積分球整體性基礎上，通過柔性連接，將積分球進行整體懸置，通過振動激勵使積分球在小范圍內發(fā)生振動，最終提高積分球出光口處光源的均勻性，抑制激光散斑。。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種抑制激光散斑的積分球光源裝置，包括固定支架、通過柔性連接件可晃動的安裝于所述固定支架上的積分球、以及固定于所述固定支架上并用于向所述積分球的入光口射入激光的激光光纖，所述積分球的外壁上設有用于驅動所述積分球相對所述固定支架振動的第一振動裝置。

優(yōu)選的，所述柔性連接件為柔性連接環(huán)，所述柔性連接環(huán)包括環(huán)部以及均勻分布于所述環(huán)部外側的環(huán)耳，所述環(huán)部通過螺栓連接于所述積分球的法蘭上，所述環(huán)耳通過螺栓連接于所述固定支架上。

優(yōu)選的，所述柔性連接環(huán)為薄片金屬環(huán)。

優(yōu)選的，所述柔性連接環(huán)為硅膠環(huán)或橡膠環(huán)。

優(yōu)選的，所述柔性連接件為彈簧、碟簧或機械柔節(jié)。

優(yōu)選的，所述積分球包括加工有入光口與出光口的第一半球以及加工有用于安裝所述第一振動裝置的安裝座的第二半球，所述第一振動裝置通過安裝座連接于所述積分球。