CN102364377A - 激光扩束镜系统的调节方法 - Google Patents

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Abstract

激光扩束镜系统的调节方法，它涉及一种激光扩束镜系统的调节方法。它是为解决现有激光扩束镜系统调节方法存在的调节精度低、调节时间长、过多消耗人力和物力问题而提出的。接收屏上小圆孔的中心、激光器出射光斑的中心和扩束镜系统的中心轴线位于同一直线上。调节方法：一、将所述中心处带有小圆孔的接收屏设置在激光器和扩束镜系统之间，且靠近激光器出射口附近；二、调整接收屏的高度，使激光光束穿过接收屏上小圆孔的中心；三、调整扩束镜系统使激光光束入射到输入镜上，并由输出镜射出，实现粗调；四、根据反射光在接收屏上所产生的干涉条纹来调整扩束镜系统，实现精确调节。该调节方法具有调节精度高、调节时间短的优点。

Description

激光扩束镜系统的调节方法
技术领域
本发明涉及一种激光扩束镜系统的调节方法。
背景技术
随着激光应用领域的拓展，激光扩束镜系统被广泛地应用于各种现代光学系统中，通过改变激光光束直径和发散角满足各种应用需求。同时，也对激光扩束镜系统的调节精度提出了更高的要求。目前，激光扩束镜系统的调节方法通常是根据输出镜前接收屏(或光学元件)上的光斑形状来调节承载激光扩束镜系统的光学调整架，以尽可能达到使激光束沿着该系统的光轴传输之目的。然而，通常输出镜与接收屏间的距离相对较近，导致接收屏上光束光斑尺寸较小，以至于光斑形状的微小变化很难被观察到，这必然会导致扩束镜系统的调节精度不可能很高，即很难实现激光沿着激光扩束镜系统的光轴传输。为了提高调节精度，人们采用尽量增大输出镜与接收屏间距离的办法。但由于实验室的空间非常有限，很难获得更大间距。为此有人把系统移至室外，这样虽然可使输出镜和接收屏之间的间距增大很多，但这又带来了其他的问题，如造成光学系统的污染；耗费很大的人力和物力；调节时间的增长等。
发明内容
本发明是为了解决现有激光扩束镜系统调节方法存在的调节精度低、调节时间长、过多消耗人力和物力问题而提出的一种激光扩束镜系统的调节方法。
激光扩束镜系统的调节方法，所述调节方法是基于如下调节装置实现的，所述调节装置为一个中心处带有小圆孔的接收屏，所述中心处带有小圆孔的接收屏设置在激光器和扩束镜系统之间；所述激光器通过第一光学调整架设置在光学平台上；所述中心处带有小圆孔的接收屏通过第二光学调整架设置在光学平台上；所述扩束镜系统通过第三光学调整架设置在光学平台上；
所述激光扩束镜系统的调节方法由如下步骤实现：
步骤一、将所述中心处带有小圆孔的接收屏设置在激光器和扩束镜系统之间且靠近激光器一端；
步骤二、通过第二光学调整架调整所述中心处带有小圆孔的接收屏的高度，使激光器发射出的激光光束穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏的小圆孔的中心；所述中心处带有小圆孔的接收屏所在的平面与激光器发射出的激光光束的光轴相互垂直；
步骤三、通过第三光学调整架调整扩束镜系统的高度、俯仰和方位角度，使穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏的中心处小圆孔的激光光束入射到扩束镜系统光线输入镜中，并从扩束镜系统光线输出镜射出，实现对激光扩束镜系统的粗调；
步骤四、根据所述激光光束在扩束镜系统上的反射光在中心处带有小圆孔的接收屏上产生的干涉条纹的位置和形状来调整第三光学调整架，使中心处带有小圆孔的接收屏上的干涉条纹的中心位于激光器发射出的激光光束的光轴上，从而实现对所述激光扩束镜系统的精确调节。
本发明具有调节精度高、调节时间短的优点。本发明基于等厚干涉原理，利用扩束镜系统3的输入镜和输出镜的后向反射光在中心处带有小圆孔的接收屏2上产生的干涉条纹B来调节激光扩束镜系统，当干涉条纹B与激光器的出射激光光束A同轴时，激光光束A必沿着激光扩束镜系统的光轴传输，提高了调节精度。
附图说明
图1为本申请所述调节装置的结构示意图；图2为中心处带有小圆孔的接收屏2上产生的干涉条纹B的示意图；图3为中心处带有小圆孔的接收屏2上产生的干涉条纹B的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述激光扩束镜系统的调节方法，所述调节方法是基于如下调节装置实现的，所述调节装置为一个中心处带有小圆孔的接收屏2，所述中心处带有小圆孔的接收屏2设置在激光器1和扩束镜系统3之间；所述激光器1通过第一光学调整架4设置在光学平台7上；所述中心处带有小圆孔的接收屏2通过第二光学调整架5设置在光学平台7上；所述扩束镜系统3通过第三光学调整架6设置在光学平台7上；
所述激光扩束镜系统的调节方法由如下步骤实现：
步骤一、将所述中心处带有小圆孔的接收屏2设置在激光器1和扩束镜系统3之间且靠近激光器1一端；
步骤二、通过第二光学调整架5调整所述中心处带有小圆孔的接收屏2的高度，使激光器1发射出的激光光束A穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏2的小圆孔的中心；所述中心处带有小圆孔的接收屏2所在的平面与激光器1发射出的激光光束A的光轴相互垂直；
步骤三、通过第三光学调整架6调整扩束镜系统3的高度、俯仰和方位角度，使穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏2的中心处小圆孔的激光光束A入射到扩束镜系统3光线输入镜中，并从扩束镜系统3光线输出镜射出，实现对激光扩束镜系统的粗调；
步骤四、根据所述激光光束A在扩束镜系统上的反射光在中心处带有小圆孔的接收屏2上产生的干涉条纹B的位置和形状来调整第三光学调整架6，使中心处带有小圆孔的接收屏2上的干涉条纹B的中心位于激光器1发射出的激光光束A的光轴上，从而实现对所述激光扩束镜系统的精确调节。
本发明的工作原理：现以一包括一个输入负透镜3-1和一个输出正透镜3-2的扩束镜系统，如图3所示，为例说明本发明的工作原理；输入负透镜3-1将一个虚焦点JD光束传送给输出正透镜3-2，两个透镜采用虚共焦结构，即两个透镜到虚焦点JD的距离分别等于各自的焦距，输入负透镜3-1到虚焦点JD的距离为F，输出正透镜3-2到虚焦点JD的距离为f。由光的反射定律和折射定律可知，入射到介质分界面的激光被折射的同时也被反射。因此，激光光束A在扩束镜系统输入负透镜3-1前表面的反射光与输出正透镜3-2后表面的反射光在所述的中心处带有小圆孔的接收屏2上产生圆形的干涉条纹，且这种干涉为等厚干涉。由等厚干涉的原理可知，只有当干涉条纹与激光光束A同轴时，入射到扩束镜系统输入负透镜3-1上的激光束才能沿着扩束镜系统3的中心轴线穿过，从而实现扩束镜系统的精确调节；当干涉条纹的形状不是圆形或位置不与激光光束A同轴时，入射到扩束镜系统的输入负透镜3-1上的激光束就不沿着扩束镜系统的中心轴线穿过。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (1)

1.激光扩束镜系统的调节方法，所述调节方法是基于如下调节装置实现的，所述调节装置为一个中心处带有小圆孔的接收屏(2)，所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)设置在激光器(1)和扩束镜系统(3)之间；所述激光器(1)通过第一光学调整架(4)设置在光学平台(7)上；所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)通过第二光学调整架(5)设置在光学平台(7)上；所述扩束镜系统(3)通过第三光学调整架(6)设置在光学平台(7)上；
其特征在于所述激光扩束镜系统的调节方法由如下步骤实现：
步骤一、将所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)设置在激光器(1)和扩束镜系统(3)之间且靠近激光器(1)一端；
步骤二、通过第二光学调整架(5)调整所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)的高度，使激光器(1)发射出的激光光束(A)穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)的小圆孔的中心；所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)所在的平面与激光器(1)发射出的激光光束(A)的光轴相互垂直；
步骤三、通过第三光学调整架(6)调整扩束镜系统(3)的高度、俯仰和方位角度，使穿过所述中心处带有小圆孔的接收屏(2)的中心处小圆孔的激光光束(A)入射到扩束镜系统(3)光线输入镜中，并从扩束镜系统(3)光线输出镜射出，实现对激光扩束镜系统的粗调；
步骤四、根据所述激光光束(A)在扩束镜系统上的反射光在中心处带有小圆孔的接收屏(2)上产生的干涉条纹(B)的位置和形状来调整第三光学调整架(6)，使中心处带有小圆孔的接收屏(2)上的干涉条纹(B)的中心位于激光器(1)发射出的激光光束(A)的光轴上，从而实现对所述激光扩束镜系统的精确调节。
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