CN103246063A - 一种可调节激光扩束镜 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光扩束和准直技术领域，具体为一种可调节激光扩束镜。该激光扩束镜由前镜组、碟形弹簧、后镜组、调节螺钉、调节架组成；前镜组和后镜组之间通过碟形弹簧调节两者之间的间隔，实现对不同波长光进行扩束；前镜组和后镜组之间通过公差配合确保两者之间的同轴度，两者之间通过细牙螺纹进行固定；本激光扩束镜能对出射光束角度和位置进行调节；激光扩束镜的后镜组和调节架采用的是粗牙螺纹固定，通过调节架中的调节螺钉实现出射光束角度和位置的调节；本发明可以广泛由于激光医疗与光子生物学、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、激光雷达、激光制导。

Description

一种可调节激光扩束镜

技术领域

本发明属于激光扩束和准直技术领域，具体涉及一种可调节激光扩束镜。

背景技术

激光具有方向性好，单色性高，相干性好等优点。在激光加工技术、激光医疗与光子生物学、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、超快激光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变和激光武器等领域有着广泛的应用。通常情况下所需要的激光光束要有比较大的光束直径和小的发射角。而激光器发出的激光束直径通在0.1mm到1.0mm之间，并且具有一定的发散角，不能直接满足实际的需求。通常的激光器发出的激光都必须根据应用需求经过扩束后才能使用。如在激光加工领域经过扩束后的光束更有利于获得细小高功率密度光斑；在激光制导、测距等领域经经过扩束后的光束最大限度地改善激光的准直性性能，才能得到理想的远距测量效果。 

激光扩束镜按其扩束的原理可分为折射型激光扩束镜、反射型激光扩束镜。出射光束的直径要求较小时，一般会选用折射型扩束镜。如果出射光束的直径较大时, 则选用反射型扩束镜。在满足激光光束放大比的条件下，应尽量选用折射型扩束镜，这是因为这种激光扩束镜的系统结构简单，便于制造和调试。折射式激光扩束镜有伽利略式扩束镜和开普勒式扩束镜。最通用的扩束镜类型起源于伽利略望远镜，通常是由一个输入的凹透镜和一个输出的凸透镜。输入镜将一个虚焦距光束传送给输出镜。一般的低倍数的激光扩束镜都用该原理制造，因为它简单、体积小、价格也低。它的局限性在于不能容纳空间滤波或者进行大倍率的扩束。在需要空间滤波或者进行大倍率的扩束的时候，人们一般使用开普勒设计的望远镜。开普勒望远镜一般有一个凸透镜作为输入镜片，把实焦距聚焦的光束发送到输出元件上。另外，可以通过在第一个透镜的焦点上放置小孔来实现空间滤波。

虽然激光扩束镜的结构简单，但是现有的激光扩束镜灵活性缺乏，无法实现对不同波长的激光光束进行扩束，也不能对激光光束出射方向和同轴线进行调节。如果需要对光束的出射方向和位置进行调节时则需采用其他的调节机构，既不方便操作者的使用，也造成光路调节的复杂。为了方便操作者可以快速方便地使用激光扩束镜，需要一种既能满足激光光束的扩束要求，又能实现对不同波长的激光光束进行扩束，还可以能实现对激光光束出射方向和位置调节的激光扩束镜。

发明内容

本发明目的是设计一种能对不同波长激光光束进行扩束，同时对激光光束的出射角度、出射位置进行调节的激光扩束镜。

本发明要解决的技术问题是：

获得一种激光扩束镜，能对不同波长的光束进行扩束；

设计调节装置对光束的出射角度、出射位置进行调节；

保证前镜组和后镜组之间的同轴度，使扩束后的激光准直性好。

本发明设计的激光扩束镜，其结构如图1所示。该激光扩束镜由前镜组1、碟形弹簧2、后镜组3、调节螺钉4、调节架5组成。其中：

所述的蝶形弹簧2位于前镜组1和后镜组3之间，用于支撑和调节两组镜间隔，以实现对不同波长的光进行扩束；

所述的前镜组1和后镜组3之间通过公差配合确保两者之间的同轴，两者之间通过细牙螺纹进行固定；

所述的后镜组3和调节架5采用粗牙螺纹进行固定，利用两者之间的间隙，通过调节螺钉4实现出射光束角度和位置的调节。

本发明中，所述的前镜组1和后镜组3根据不同的扩束要求，可以由一片镜片组成，或者多片镜片组成，且为球面透镜。其中前镜组1和后镜组3中镜片的固定方式可以采用压圈固定、滚边固定或胶合固定等。

本发明中，所述的调节架5上可以有多个（如3-4个）螺纹孔，通过调节螺钉4对扩束镜进行调节。

本发明中，所述的调节架5上预留三个通孔或螺纹口，可以根据实际要求将激光扩束镜安装到激光器上。

本发明中，前镜组1可以由前镜片6和前镜座7组成，采用胶接的方式固定前镜片。后镜组3可以由后镜片9和后镜座8组成，采用胶接的方式固定前镜片。所述前镜片6和后镜片9构成伽利略式或开普勒式望远镜结构，如图2所示。 

本发明中，胶合剂可以为环氧胶、聚氨酯橡胶、硅胶或紫外胶等。如图3和图4所示。

本发明的激光扩束镜能对不同波长的光束进行扩束；激光扩束镜的前镜组和后镜组之间通过碟形弹簧调节两者之间的间隔 ，实现对不同波长光进行扩束；激光扩束镜的前镜组和后镜组之间通过公差配合确保两者之间的同轴度，两者之间通过细牙螺纹进行固定；本激光扩束镜能对出射光束角度和位置进行调节；激光扩束镜的后镜组和调节架采用的是粗牙螺纹固定，利用两者之间的间隙，通过调节架中的调节螺钉实现出射光束角度和位置的调节；激光扩束镜的镜片采用胶合方法固定。

本发明的有益效果：

本发明的激光光束镜结构简单紧凑，易于调节，使用方便。

本发明的激光扩束镜可以快速实现光束的出射角度、出射位置、波长调节。

本发明的激光扩束镜可以通过调节架的通孔或者螺纹口固定在激光器上。

本发明的激光扩束镜采用常用材料和通用标准件，可以快速实现产业化。

本发明的激光扩束镜可以广泛由于激光医疗与光子生物学、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、激光雷达、激光制导。

附图说明

图1为激光扩束镜的剖面图。

图2为激光扩束镜的光路图。

图3为前镜组的剖面图。

图4 为后镜组的剖面图。

图5为调节架的剖面图。

图中标号：1为前镜组、2为蝶形弹簧、3为后镜组、4为调节螺钉、5为调节架、6为前镜片、7为前镜座、8为后镜座、9为后镜片。

具体实施方式

如图1所示，本实例的激光扩束镜由前镜组1、碟形弹簧2、后镜组3、调节螺钉4、调节架5组成。

如图1所示，本实例的激光扩束镜的蝶形弹簧2支撑前镜组1和后镜组3起到调节两者间隔的作用，以实现对不同波长的光进行扩束。

如图1所示，本实例的激光扩束镜的前镜组1和后镜组3之间的配合公差为G7/h6，并采用细牙螺纹进行固定，可以很好地保证两者之间的同轴度。

如图1所示，本实例的激光扩束镜的后镜组3和调节架5采用粗牙螺纹进行固定，通过三个调节螺钉4对前镜组1和后镜组2进行调节。

如图2所示，本实例的激光扩束镜由两个镜片组成，其中前镜片6为凸透镜，焦距为60mm其透明介质为冕牌玻璃；后镜片9为凹透镜，焦距为-10mm其透明介质为火石玻璃。扩束比为6倍。

如图3所示，本实例的前镜组1由前镜片6和前镜座7组成，其中前镜片6和前镜座7采用G7/h6的公差配合，采用胶接的方式固定前镜片，所采用的胶为环氧胶。

如图4所示，本实例的后镜组3由后镜片9和后镜座8组成，其中后镜片9和后镜座8采用G7/h6的公差配合，采用胶接的方式固定前镜片，所采用的胶为环氧胶。

如图5所示，本实例的调节架5上有三个螺纹孔，通过调节螺钉4对扩束镜进行调节，调节螺钉为M3×0.5。

如图5所示，本实例的调节架5上预留四个通孔可以方便激光扩束镜安装到激光器上，通孔距离为25.4mm。

Claims (5)

1.一种可调节激光扩束镜，其特征在于由前镜组、碟形弹簧、后镜组、调节螺钉、调节架组成；其中：

所述的蝶形弹簧位于前镜组和后镜组之间，用于支撑和调节两组镜间隔，以实现对不同波长的光进行扩束；

所述的前镜组和后镜组之间通过公差配合确保两者之间的同轴，两者之间通过细牙螺纹进行固定；

所述的后镜组和调节架采用粗牙螺纹进行固定，利用两者之间的间隙，通过调节螺钉实现出射光束角度和位置的调节。

2.根据权利要求1所述的种激光扩束镜，其特征在于所述的前镜组和后镜组由一片镜片组成，或者多片镜片组成，且为球面透镜。

3.根据权利要求1所述的种激光扩束镜，其特征在于所述的调节架上有多个螺纹孔，通过调节螺钉对扩束镜进行调节。

4.根据权利要求1所述的种激光扩束镜，其特征在于所述的调节架上预留三个通孔或螺纹口，根据实际要求将激光扩束镜安装到激光器上。

5.根据权利要求1所述的种激光扩束镜，其特征在于所述前镜组由前镜片和前镜座组成，采用胶接的方式固定前镜片；后镜组由后镜片和后镜座组成，采用胶接的方式固定后镜片；所述前镜片和后镜片构成伽利略式或开普勒式望远镜结构。

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