[發明專利]一種變光斑的光路調節結構

有效

• 申請號: 202010834366.4
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111929796B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 高聞天;尹真;韓承玉;李彬;孫紹坤;寧鵬;張珂瑜;張治強;房慧慧;蓋升杰;梁震;趙森;賈世星
• 申請（專利權）人: 青島澳瑞德電子有限公司
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02;G02B27/09;G01N21/25
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

本發明提供了一種變光斑的光路調節結構，涉及光學儀器技術領域，提高了光斑大小的調節精度。該光路調節結構包括光源、準直透鏡、準直鏡筒、電機支架、步進電機、導軌和光電開關，光源發出用于測量氣體的激光，準直透鏡通過準直鏡筒安裝在光源的出射光路上，準直鏡筒和電機支架相連，電機支架連接導軌和步進電機的絲桿，步進電機控制電機支架和準直透鏡沿出射光路的光軸移動；導軌包括第一導軌和第二導軌，導軌限制步進電機的徑向擺動，通過光電開關確定電機支架的位置；光源與準直鏡筒之間還依次設置有FC接頭、準直安裝座和FC安裝座。該結構還具有光斑面積調整精度高、結構緊湊、光學成本低等優點。

技術領域

本發明涉及光學儀器技術領域，尤其是一種可以精準調節光斑的光路調節結構。

背景技術

氣體的光譜檢測中，半導體激光器發出的激光，通常是經過準直透鏡的準直，出射的光斑大小變為一個固定值。其中光斑的大小與氣體檢測限、檢測距離密切相關，如激光甲烷遙測儀，在一定范圍內，激光在漫反射面上形成的光斑越大，形成的反射就越均勻，可以提高激光甲烷遙測儀的氣體檢測限；而光斑越小，則可以提高遙測儀的檢測距離。現有技術中還有通過在準直透鏡前方添加平凸透鏡來控制光斑的變化，但是這種方式無法實現光斑的線性調節，并且通過電機旋轉的方式切換光斑時還會出現遮擋接收系統的情況，造成整機接收激光的光強變弱，從而將降低設備的檢測距離，為此需要對現有的光路調節結構做進一步的改進。

發明內容

為了提高光路中光斑面積調整的精度，使光路結構更加緊湊，減少透鏡的使用從而降低光學成本，本發明提供了一種變光斑的光路調節結構，具體的技術方案如下。

一種變光斑的光路調節結構，由光源、準直透鏡、準直鏡筒、電機支架、步進電機、導軌、FC接頭、準直安裝座、FC安裝座和光電開關組成，所述光源為發射激光的固體元件，準直透鏡通過準直鏡筒安裝在光源的出射光路上；所述準直鏡筒和電機支架相連，電機支架連接導軌和步進電機的絲桿，步進電機控制電機支架和準直透鏡沿出射光路的光軸移動；所述電機支架設置有兩個直角支撐部和連接部，第一直角支撐部和第二直角支撐部向相反的方向彎折，第一直角支撐部和準直鏡筒螺紋連接，第二直角支撐部和步進電機螺紋連接，連接部和導軌通過螺栓連接；所述導軌包括第一導軌和第二導軌，第一導軌和第二導軌相互配合并限制步進電機的徑向擺動；所述光電開關固定在導軌上，并且在電機支架的側面，電機支架上設置的擋片和光電開關相配合；所述光源與準直鏡筒之間還依次設置有FC接頭、準直安裝座和FC安裝座，準直安裝座與FC安裝座插接固定。

優選的是，準直鏡筒上安裝固定有1個準直透鏡，準直透鏡對光源發出的激光進行整光出射光斑。

優選的是，光源為蝶形封裝的半導體激光器，所述準直透鏡為非球面透鏡，所述步進電機為微型步進絲杠電機。

優選的是，FC接頭和光源配合，FC接頭調整出射光的波長。

還優選的是，光電開關和步進電機相連，光電開關可以選擇光電傳感器，所述擋片遮擋光電傳感器時，光電開關控制步進電機的絲桿停止轉動。

還優選的是，準直透鏡遠離光源時，出射光斑變小；所述準直透鏡靠近光源時，出射光斑變大。

進一步優選的是，出射光斑變小的調節包括：所述步進電機控制絲桿轉動，絲桿帶動電機支架的第一直角支撐部沿所述光軸向遠離光源的方向移動，當擋片隨電機支架經過光電開關，所述光電開關控制步進電機的絲桿停止轉動。

進一步優選的是，出射光斑變大的調節包括：所述步進電機控制絲桿轉動，絲桿帶動電機支架的第一直角支撐部沿所述光軸向靠近光源的方向移動，所述光電開關控制步進電機的絲桿轉動的圈數。

本發明提供的一種變光斑的光路調節結構有益效果是：變光斑的光路調節結構更加簡單，使用了更少的透鏡，兼顧了遙測儀對氣體檢測限和檢測距離的要求，并且該結構更加緊湊不會影響整機接收系統的工作；并且光斑切換的過程中可以實現光斑大小的線性變化，控制精度更高，從而可以使遙測儀的適用范圍更廣。