[發明專利]一種用于形成均勻二維光斑的反射式積分鏡

在審

• 申請號: 202011266985.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112269269A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 葛偉偉;陸軒然;施飛;馬俊;傅康;蔣芬軍;胡一鳴;姜萍
• 申請（專利權）人: 江蘇珠峰光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 劉洋

本發明屬于激光加工用鏡片技術領域，具體涉及一種用于形成均勻二維光斑的反射式積分鏡，包括圓柱形的積分鏡本體，所述積分鏡本體包括反射面以及與反射面相對的底面，所述反射面與底面之間具有一定的夾角，所述反射面包括若干個子反射面，所述子反射面均為曲面，所述子反射面反射出的光線均在工作面上匯聚。本發明的積分鏡，通過一塊積分鏡就能將光斑整形為平頂分布，可以有效減小光學系統的尺寸，更加適用于激光頭內狹小的空間，有利于激光頭的設計，并有助于減小激光頭的尺寸。

技術領域

本發明屬于激光加工用鏡片技術領域，具體涉及一種用于形成均勻二維光斑的反射式積分鏡。

背景技術

激光加熱技術是激光對非金屬材料加工的重要手段，但是非金屬材料的熔點比較低，通常只有數百攝氏度，同時導熱系數又普遍較低，無法快速散熱，激光功率只要稍高就會將材料碳化，激光功率不均勻也會出現局部碳化的現象；光纖激光器的光分布為高斯分布，在淬火和熔覆的應用場景上不適用，需要將光斑整形成平頂分布；同時在生物熒光、醫學等領域需要將不同波長的激光以特定的形狀均勻的照射在指定區域，保證光譜的一致性。所以有必要開發一種能夠形成均勻矩形光斑的鏡片，實現不同波長的共用。而且由于激光頭內空間較小，如果能夠通過一塊積分鏡實現對光斑的整形不僅更加有利于激光頭的設計，還有助于減小激光頭的尺寸。

發明內容

為了解決上述問題，本發明公開了一種用于形成均勻二維光斑的反射式積分鏡，通過一塊積分鏡就能將光斑整形為平頂分布，可以有效減小光學習通的尺寸，更加適用于激光頭內狹小的空間，有利于激光頭的設計，并有助于減小激光頭的尺寸。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于形成均勻二維光斑的反射式積分鏡，包括圓柱形的積分鏡本體，所述積分鏡本體包括反射面以及與反射面相對的底面，所述反射面與底面之間具有一定的夾角，所述反射面包括若干個子反射面，所述子反射面均為曲面，所述子反射面反射出的光線均在工作面上匯聚。

作為優選，上述子反射面均為向內凹進的非球曲面，且水平方向和豎直方向上的面型均為拋物面。

作為優選，上述子反射面設有25個，由四條水平方向的橫向棱和四條垂直于橫向棱的縱向棱均勻分割而成。

作為優選，中間的兩條上述縱向棱之間的部分為縱向中心反射面，左側的兩條所述縱向棱之間的部分為左一反射面，最左側的一條所述縱向棱往左的部分為左二反射面，右側的兩條所述縱向棱之間的部分為右一反射面，最右側的一條所述縱向棱往右的部分為右二反射面；

所述縱向中心反射面上的每個子反射面在水平方向上均具有相同的曲率，所述左一反射面上的每個子反射面在水平方向上均具有相同的曲率，所述左二反射面上的每個子反射面在水平方向上均具有相同的曲率，所述右一反射面上的每個子反射面在水平方向上均具有相同的曲率，所述右二反射面上的每個子反射面在水平方向上均具有相同的曲率；

所述左一反射面和右一反射面在水平方向上的曲率相同，且均大于縱向中心反射面在水平方向上的曲率；所述左二反射面和右二反射面在水平方向上的曲率相同，且均大于左一反射面在水平方向上的曲率。

作為優選，中間的兩條上述橫向棱之間的部分為橫向中心反射面，上方的兩條所述橫向棱之間的部分為上一反射面，最上方的一條所述橫向棱以上的部分為上二反射面，下方的兩條所述橫向棱之間的部分為下一反射面，最下方的一條所述橫向棱以下的部分為下二反射面；

所述橫向中心反射面上的每個子反射面在縱向上均具有相同的曲率，所述上一反射面上的每個子反射面在縱向上均具有相同的曲率，所述上二反射面上的每個子反射面在縱向上均具有相同的曲率，所述下一反射面上的每個子反射面在縱向上均具有相同的曲率，所述下二反射面上的每個子反射面在縱向上均具有相同的曲率；

所述上二反射面、上一反射面、橫向中心反射面、下一反射面和下二反射面在縱向上的曲率依次減小。