CN103576332A - 腔外径向偏振激光转换光学系统及转换器 - Google Patents

Abstract

一种腔外径向偏振激光转换光学系统，包括：双折射晶体，激光分解为第一P偏振光及S偏振光。半波片，其主截面与Ｓ偏振光的振动面之间的夹角为45度，S偏振光经半波片变为第二P偏振光。合束整形模块，第一P偏振光及第二P偏振光整形成一束P偏振光束。布鲁斯特双轴锥体，P偏振光束以布鲁斯特角入射到圆锥的一个锥面上，形成径向偏振光束。双折射晶体、合束整形模块及布鲁斯特双轴锥体的光轴位于同一直线上。上述腔外径向偏振激光转换光学系统的结构简单，制作成本较低，有了利用径向偏振光的推广应用。还提供一种腔外径向偏振激光转换器。

Description

腔外径向偏振激光转换光学系统及转换器

技术领域

本发明涉及一种腔外激光转换光学系统，特别是涉及一种腔外径向偏振机关转换光学系统及转换器。

背景技术

激光切割技术是将能量聚焦到微小的空间，焦点处达到很高的能量密度，这时激光输出的热量远大于被材料反射、传导的部分，材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。工业生产中，激光切割是应用最广泛的一种激光加工方法。激光切割可以加工各种金属、非金属、复合材料、硬质材料等。激光切割质量的评价主要有：切割面粗糙度、切缝宽度、切口锥度三个参量。

由于径向偏振激光束的偏振方向有着完美的轴对称几何结构，因此径向偏振光使得激光切割的缝隙不会随切割轨迹的变化而变化，相比线偏振光切割的效果，径向偏振光聚焦之后能够有效地改善和提高工件激光切缝的质量。将在整个外光路传导过程中的激光束对其偏振状态进行处理，转化成径向偏振激光光束，对于改善和提高工件激光切缝质量有着非常重要的意义。对于现有的激光器进行腔内改造设计产生径向偏振光是一项复杂的技术工程，对于工程技术人员来说，现有的在腔内产生径向偏振光的结构复杂，并且价格昂贵，不利于径向偏振光的推广应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单、成本较低的腔外径向偏振激光转换光学系统。

一种腔外径向偏振激光转换光学系统，用于将激光转换为径向偏振光，包括：

双折射晶体，可设于所述激光的传播方向上，所述双折射晶体使所述激光分解为第一P偏振光及S偏振光；

半波片，设于所述双折射晶体的出光口的一侧，且所述半波片设于所述S偏振光的传播方向上，所述半波片的主截面与所述Ｓ偏振光的振动面之间的夹角为45度，所述半波片使所述S偏振光变为第二P偏振光；

合束整形模块，设于所述半波片远离所述双折射晶体的一侧，所述第一P偏振光及所述第二P偏振光从所述合束整形模块的一侧射入，所述合束整形模块使所述第一P偏振光及所述第二P偏振光整形成一束P偏振光束；及

布鲁斯特双轴锥体，设于所述合束整形模块远离所述半波片的一侧，所述布鲁斯特双轴锥体包括两个圆锥，两个所述圆锥的底面相对，所述P偏振光束以布鲁斯特角入射到所述圆锥的一个锥面上，经所述布鲁斯特双轴锥体，从另一个所述圆锥的锥面上透射出，形成径向偏振光束；

其中，所述双折射晶体、所述合束整形模块及所述布鲁斯特双轴锥体的光轴位于同一直线上。

在其中一个实施例中，还包括扩束模块，所述扩束模块位于所述合束整形模块与所述布鲁斯特双轴锥体之间，所述扩束模块设于所述合束整形模块远离所述半波片的一侧，所述P偏振光束从所述扩束模块的一侧射入，所述扩束模块对所述P偏振光束扩束，所述被扩束的P偏振光束以布鲁斯特角入射到所述圆锥的一个锥面上，经所述布鲁斯特双轴锥体，形成径向偏振光束，所述扩束模块与所述双折射晶体、所述合束整形模块及所述布鲁斯特双轴锥体的光轴位于同一直线上。

在其中一个实施例中，所述合束整形模块包括平凸透镜及平凹透镜，所述平凸透镜的焦点与所述平凹透镜的焦点重合，且所述平凸透镜与平凹透镜重合的焦点位于所述平凸透镜及所述平凹透镜之间。

在其中一个实施例中，所述平凸透镜的焦距为100mm，厚度为3mm，所述平凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm，所述平凸透镜与所述平凹透镜之间的距离为117mm。

在其中一个实施例中，所述扩束模块包括凹透镜及凸透镜，所述凹透镜的焦点与所述凸透镜的焦点重合，且所述凸透镜与凹透镜重合的焦点位于所述凹透镜远离所述凸透镜的一侧。

在其中一个实施例中，所述凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm，所述凸透镜的焦距为100mm，厚度为3mm，所述凹透镜与所述凸透镜的距离为77mm。

在其中一个实施例中，所述布鲁斯特双轴锥体的两个锥体之间设有柱体，所述柱体的底面及顶面分别为两个所述锥体相对的两个底面。

在其中一个实施例中，所述布鲁斯特双轴锥体的材料为熔融石英。

在其中一个实施例中，所述布鲁斯特双轴锥体的锥面上设有高透膜层。

还提供一种腔外径向偏振激光转换器。

一种腔外径向偏振激光转换器，包括：

上述腔外径向偏振激光转换光学系统；

多个安装座，每个所述安装座为环形的密封腔体，所述安装座开设有收容部，所述安装座设有进水管及出水管，多个所述安装座并列设置，形成一收容腔，所述收容腔用于收容所述腔外径向偏振激光转换光学系统，所述进水管及出水管用于对所述安装座注入循环水，以冷却所述腔外径向偏振激光转换光学系统。

上述腔外径向偏振激光转换光学系统的结构简单，其光学元件为大多为透镜，制作成本较低，有了利用径向偏振光的推广应用。

上述腔外径向偏振激光转换器中，径向偏振激光切缝比线偏振、圆偏振激光的切缝更细，切割缝隙的断面效果更佳，毛刺更少，切割断面更光亮。另外，由于径向偏振激光束的偏振方向有着完美的轴对称几何结构，因此径向偏振光使得激光切割的缝隙不会随切割轨迹的变化而变化，相比线偏振光切割的效果，径向偏振光聚焦之后能够有效地改善和提高工件激光切缝的质量。

附图说明

图1为一实施方式的腔外径向偏振激光转换光学系统的剖视图；

图2为图1所示的布鲁斯特双轴锥体的立体图；

图3为一实施方式的腔外径向偏振激光转换器的立体图；

图4为图3所示的腔外径向偏振激光转换器的爆炸图；

图5为图3所示的腔外径向偏振激光转换器的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实施方式的一种腔外径向偏振激光转换光学系统100，用于将激光10转换为径向偏振光20。腔外径向偏振激光转换光学系统包括双折射晶体110、半波片120、合束整形模块130、扩束模块140及布鲁斯特双轴锥体150。

双折射晶体110设于激光10的传播方向上，激光10从双折射晶体110的一侧射入，经双折射晶体110分解为第一P偏振光11及S偏振光12。S偏振光是指偏振方向与入射面垂直的偏振光。第一P偏振光11是指偏振方向与入射面平行的偏振光。激光10从双折射晶体110的光轴的下方射入。第一P偏振光11经双折射晶体110折射，第一P偏振光11位于双折射晶体110的光轴上方传播。S偏振光12仍然沿原来的传播方向，S偏振光12在双折射晶体110光轴的下方传播。

半波片120设于双折射晶体110出光口的一侧，且设于S偏振光12的传播方向上。半波片120的主截面与S偏振光12的振动面之间的夹角为45度。则S偏振光12经半波片120，经半波片120旋转90度，即S偏振光12变为第二P偏振光13。具体地，半波片120与激光10相对设置。即，只有沿原来传播方向的S偏振光12照射在半波片120上。第二P偏振光13是指偏振方向与入射面平行的偏振光。

合束整形模块130设于半波片120远离双折射晶体110的一侧。第一P偏振光11及第二P偏振光13从合束整形模块130的一侧射入。经合束整形模块130，第一P偏振光11及第二P偏振光13整形成一束P偏振光束14。第一P偏振光11位于光轴的上方，第二P偏振光13位于光轴的下方。第一P偏振光11及第二P偏振光13经合束整形模块130整形后，P偏振光束14沿合束整形模块130的光轴传播。

具体在本实施方式中，合束整形模块130包括平凸透镜131及平凹透镜133。平凸透镜131的焦点与平凹透镜133的焦点重合，且平凸透镜131的焦点与平凹透镜133的焦点位于平凸透镜131及平凹透镜133之间。平凸透镜131第一P偏振光11及第二P偏振光13进行会聚，并会聚到焦点处。第一P偏振光11及第二P偏振光13经平凹透镜133的发散作用，形成P偏振光束14。平凸透镜131的焦距为100mm，厚度为3mm。平凹透镜133的焦距为20mm，厚度为3mm。平凸透镜131与平凹透镜133之间的距离为117mm。

扩束模块140设于合束整形模块130远离半波片120的一侧。P偏振光束14从扩束模块140的一侧射入，经扩束模块140扩束。

扩束模块140其功能是减小光束的发散角，扩束倍数越高，其激光光束的发散角越小，越能使光束平行传播。扩束倍数越高越好，P偏振光束14越能平行入射布鲁斯特锥面，即P偏振光束14在锥面上的反射越小。扩束模块140在减小光束发散角时，会使光束扩大。

具体在本实施方式中，扩束模块140的扩束倍数为5倍时，对于扩束模块140，凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm。凸透镜42的焦距为100mm，厚度为3mm。凹透镜与凸透镜的距离为77mm。

具体在本实施方式中，扩束模块140包括凹透镜141及凸透镜143。凹透镜141的焦点与凸透镜143的焦点重合。凸透镜143与凹透镜141重合的焦点位于凹透镜141远离凸透镜143的一侧。凹透镜141的焦距为20mm，厚度为3mm。凸透镜143的焦距为100mm，厚度为3mm。凹透镜141与凸透镜143的距离为77mm。

请同时参阅图2，布鲁斯特双轴锥体150设于扩束模块140远离合束整形模块130的一侧。布鲁斯特双轴锥体150包括两个圆锥151，两个圆锥151的底面相对。被扩束的P偏振光束以布鲁斯特角入射到一个圆锥151的锥面上，经布鲁斯特双轴锥体150，从另一圆锥151的锥面上透射出，形成径向偏振光束20。

当P偏振光束14偏离布鲁斯特角时，在圆锥151的锥面上会有部分P偏振光在锥面上反射。偏离布鲁斯特角越大，P偏振光束14反射越多。只有平行入射时，才会以布鲁斯特角入射到锥面上，P偏振光在锥面上不会有反射发生，锥面只反射S偏振光12。具体在本实施方式中，由于入射光束为P偏振光束14，因此在锥面上不发生光的反射，P偏振光束14全部透射通过布鲁斯特双轴锥体150。由于布鲁斯特双轴锥体150为轴对称结构，通过布鲁斯特双轴锥体150之后会形成轴对称的径向偏振光束20。

扩束模块140的扩束倍数会影响径向偏振光束20的粗细和聚焦光斑直径的大小。考虑工业激光加工系统必须使用切割头的实际情况，该光束的放大倍数会受限于切割头的聚焦透镜尺寸的大小。具体在本实施方式中，通用切割头的聚焦透镜的直径为1英寸，即25.4mm。扩束倍数为5倍时，在实际应用中的精密切割机的径向偏振切割效果最佳。如果是激光切割定制产品，其聚焦透镜为2英寸（即50.8mm）或3英寸（即76.2mm），其扩束倍数相应地增大至10倍或15倍，此举亦是本发明的保护范围之内。

布鲁斯特双轴锥体150的两个锥体之间设有柱体152，柱体152的底面及顶面分别为两个圆锥151的底面。布鲁斯特双轴锥体150的材料为熔融石英。熔融石英的折射率跟透过其光的波长有关。

具体在本实施方式中，激光器（图未示）为碟片激光器，其发射出来的激光波长为1030nm，熔融石英在波长为1030nm下的折射率为1.45004。根据布鲁斯特角的光学计算公式，则波长为1030nm的光束入射熔融石英界面的布鲁斯特角分别为55.4085度。

平行光以布鲁斯特角55.4085度入射到布鲁斯特双轴锥体150时，根据几何角度的关系，布鲁斯特双轴锥体150的锥面底角为55.4085度，则顶角为69.1830度。

在其他实施方式中，激光器为Nd：YAG激光器。Nd：YAG激光器以掺有一定量钕离子(Nd3+)的钇铝石榴石(YAG)晶体为工作物质的激光器，称为掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)激光器。Nd：YAG激光器发射出来的激光波长为1064nm，熔融石英在波长为1064nm下的折射率为1.44963。根据布鲁斯特角的光学计算公式，则波长为1064nm的光束入射熔融石英界面的布鲁斯特角分别为55.4009度。相应地，则布鲁斯特双轴锥体150的锥面底角为55.4009度，则顶角为69.1072度。

可以理解，激光器为还可以为光纤激光器，其发射出来的激光波长为1070nm，熔融石英在波长为1070nm下的折射率为1.44956。根据布鲁斯特角的光学计算公式，则波长为1070nm的光束入射熔融石英界面的布鲁斯特角分别为55.3996度。相应地，则布鲁斯特双轴锥体150的锥面底角为55.3996度，则顶角为69.2008度。

布鲁斯特双轴锥体150的锥面上设有高透膜层。为尽可能地减小光子在布鲁斯特双轴锥体150的锥面上反射造成的光损耗。具体在本实施方式中，在布鲁斯特双轴锥体150的锥面上设有增透膜。增透膜的透过率≥99.8%，以保证P偏振光束14穿过布鲁斯特双轴锥体150的透过率，提高P偏振光束的利用率。其中，双折射晶体110、合束整形模块130、扩束模块140及布鲁斯特双轴锥体150的光轴位于同一直线上。保证光束沿最短直线距离进行传播，减少光束在传播过程中的能量损耗。

还提供一种含有上述腔外径向偏振激光转换光学系统的腔外径向偏振激光转换器。请参阅图3及图4、一实施方式的腔外径向偏振激光转换器200包括上述腔外径向偏振激光转换光学系统100、第一安装座210、入射窗口201、第二安装座220、第三安装座230及第四安装座240。第一安装座210、第二安装座220、第三安装座230及第四安装座240并列设置，形成一收容腔。收容腔用于收容腔外径向偏振激光转换光学系统100。

请同时参阅图5，第一安装座210为环形的密封腔体。第一安装座210开设有第一收容部211。第一收容部211的形状与双折射晶体110的形状相匹配，第一收容部211用于收容双折射晶体110。第一安装座210设有第一进水管213及第一出水管214，第一安装座210用于冷却双折射晶体110。避免双折射晶体110吸收激光能量之后会产生大量的热量，出现开裂、受热炸裂现象的发生，增强腔外径向偏振激光转换器200的安全性。

具体在本实施方式中，第一收容部211的内侧壁上设有台阶部212。台阶部212用于收容半波片120。台阶部212使半波片120固定收容在第一收容部211内。具体地，腔外径向偏振激光转换器200还包括半波片固定座215。半波片固定座215为扇形。半波片固定座215的中部开设有收容槽216。收容槽216的横截面与半波片120的横截面相同。半波片120可收容于收容槽216内。收容槽216的一侧侧壁上设有折边（图未标）。折边朝向收容槽216的内部弯折。半波片120的侧壁可与折边相抵接，半波片120限位于收容槽216内。半波片固定座215收容与台阶部212内。并且，台阶部212与半波片固定座215上均设有螺孔，则半波片固定座215与台阶部212通过螺栓固定连接。

第一安装座210的相对两侧面上设有第一安装板217。第一安装板217上开设与第一收容部211的横截面相匹配的通孔。第一安装板217上设有螺纹通孔，第一安装板217用于与第二安装座220或外界支撑物固定连接。

可以理解，第一安装座210与第一安装板217为一体成型，增强第一安装座210结构的稳定性。

入射窗口201固定设于第一安装座210远离半波片120的一侧。入射窗口201为圆形板状。入射窗口210上开设有偏心通孔202。激光器正对偏心通孔202。激光从偏心通孔202射入。半波片120与偏心通孔202正对。

第二安装座220为环形的密封腔体。合束整形模块130的一侧与第一安装座210固定连接。第二安装座220开设有第二收容部221。第二收容部221的形状与合束整形模块130的形状相匹配，第二收容部221用于收容合束整形模块130。第二安装座220设有第二进水管223及第二出水管225。第二安装座220用于冷却合束整形模块130。避免合束整形模块130的平凸透镜131及平凹透镜133吸收激光能量之后会产生大量的热量，出现开裂、受热炸裂现象的发生，增强腔外径向偏振激光转换器200的安全性。

具体在本实施方式中，第二安装座220的相对两侧面上设有第二安装板227。第二安装板227上开设与第二收容部221的横截面相匹配的通孔。第二安装板227上设有螺纹通孔。靠近第一安装座210的一侧的第二安装板227与第一安装板217固定连接，靠近第三安装座230的第二安装板227与第三安装座230固定连接。

可以理解，第二安装座220与第二安装板227为一体成型，增强第二安装座220结构的稳定性。

第三安装座230为环形的密封腔体。第三安装座230与合束整形模块130远离第一安装座210的一侧固定连接。第三安装座230开设有第三收容部231。第三收容部231的形状与扩束模块140的形状相匹配，第三收容部231用于收容扩束模块140，第三安装座230设有第三进水管232及第三出水管235。第三安装座230用于冷却扩束模块140。避免扩束模块140的凸透镜143及凹透镜141吸收激光能量之后会产生大量的热量，出现开裂、受热炸裂现象的发生，增强腔外径向偏振激光转换器的安全性。

具体在本实施方式中，第三安装座230的相对两侧面上设有第三安装板237。第三安装板237上开设与第三收容部231的横截面相匹配的通孔。第三安装板237上设有螺纹通孔。靠近第二安装座220的一侧的第三安装板237与第二安装板227固定连接，靠近第四安装座240的第三安装板237与第四安装座240固定连接。第四安装座240为环形的密封腔体。布鲁斯特双轴锥体150与扩束模块140远离第二安装座220的一侧固定连接。

可以理解，第三安装座230与第三安装板237为一体成型，增强第三安装座230结构的稳定性。

第四安装座240开设有第四收容部241，第四收容部241用于收容布鲁斯特双轴锥体150。布鲁斯特双轴锥体150可完全收容于第四收容部241内，并且由于布鲁斯特双轴锥体150设有柱体部分，则柱体与第四收容部241的内侧壁相抵接，以将布鲁斯特双轴锥体150固定。柱体方便布鲁斯特双轴锥体150的夹持。

具体在本实施方式中，第四收容部241靠近第三安装座的一侧的内侧壁上设有斜坡部242。斜坡部242沿第四收容部241的内侧壁环绕一周，并且斜坡部242的孔径沿第四收容部241的轴向方向逐渐缩小。斜坡部242靠近第三安装座230的一端的孔径最小。斜坡部242的形状与布鲁斯特双轴锥体150的锥面的形状相一致。当布鲁斯特双轴锥体150收容于第四收容部241内的时候，布鲁斯特双轴锥体150的锥面与斜坡部242的表面相抵接，以将布鲁斯特双轴锥体150稳定地固定在第四安装座240内。并且，斜坡部242靠近第三安装座230设置，布鲁斯特双轴锥体150可以从第四安装座240的另一侧安装入内。

第四安装座240设有第四进水管243及第四出水管245，第四安装座240用于冷却布鲁斯特双轴锥体150。柱体与第四收容部241的内侧壁相抵接，方便布鲁斯特双轴锥体150的冷却。避免布鲁斯特双轴锥体150吸收激光能量之后会产生大量的热量，出现开裂、受热炸裂现象的发生，增强腔外径向偏振激光转换器200的安全性。

具体在本实施方式中，第四安装座240的相对两侧面上设有第四安装板247。第四安装板247上开设与第四收容部241的横截面相匹配的通孔。第四安装板247上设有螺纹通孔。靠近第三安装座230的一侧的第四安装板247与第三安装板237固定连接。

可以理解，第四安装座240与第四安装板247为一体成型，增强第四安装座240结构的稳定性。

因此，由于第一安装板217、第二安装板227、第三安装板237、第四安装板247依次通过螺钉连接，使整个腔外径向偏振激光转换器200的结构紧凑，减小激光在传播过程中的损耗，保证激光的利用率。具体在本实施方式中，半波片120、合束整形模块130、扩束模块140、布鲁斯特双轴锥体150之间的距离均设置为15mm，以保证腔外径向偏振激光转换器200结构的紧凑性。

上述腔外径向偏振激光转换光学系统100的结构简单，其光学元件为大多为透镜，制作成本较低，有了利用径向偏振光的推广应用。

上述腔外径向偏振激光转换器200中，在相同的激光器输出功率下，径向偏振光模式的激光焦斑的能量密度比线偏振、圆偏振、椭圆偏振的激光焦斑的能量密度大很多。径向偏振激光切缝比线偏振、圆偏振激光的切缝更细，切割缝隙的断面效果更佳，毛刺更少，切割断面更光亮。另外，由于径向偏振激光束的偏振方向有着完美的轴对称几何结构，因此径向偏振光使得激光切割的缝隙不会随切割轨迹的变化而变化，相比线偏振光切割的效果，径向偏振光聚焦之后能够有效地改善和提高工件激光切缝的质量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种腔外径向偏振激光转换光学系统，用于将激光转换为径向偏振光，其特征在于，包括：

双折射晶体，可设于所述激光的传播方向上，所述双折射晶体使所述激光分解为第一P偏振光及S偏振光；

半波片，设于所述双折射晶体的出光口的一侧，且所述半波片设于所述S偏振光的传播方向上，所述半波片的主截面与所述Ｓ偏振光的振动面之间的夹角为45度，所述半波片使所述S偏振光变为第二P偏振光；

合束整形模块，设于所述半波片远离所述双折射晶体的一侧，所述第一P偏振光及所述第二P偏振光从所述合束整形模块的一侧射入，所述合束整形模块使所述第一P偏振光及所述第二P偏振光整形成一束P偏振光束；

布鲁斯特双轴锥体，设于所述合束整形模块远离所述半波片的一侧，所述布鲁斯特双轴锥体包括两个圆锥，两个所述圆锥的底面相对，所述P偏振光束以布鲁斯特角入射到所述圆锥的一个锥面上，经所述布鲁斯特双轴锥体，从另一个所述圆锥的锥面上透射出，形成径向偏振光束；

其中，所述双折射晶体、所述合束整形模块及所述布鲁斯特双轴锥体的光轴位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，还包括扩束模块，所述扩束模块位于所述合束整形模块与所述布鲁斯特双轴锥体之间，所述扩束模块设于所述合束整形模块远离所述半波片的一侧，所述P偏振光束从所述扩束模块的一侧射入，所述扩束模块对所述P偏振光束扩束，所述被扩束的P偏振光束以布鲁斯特角入射到所述圆锥的一个锥面上，经所述布鲁斯特双轴锥体，形成径向偏振光束，所述扩束模块与所述双折射晶体、所述合束整形模块及所述布鲁斯特双轴锥体的光轴位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述合束整形模块包括平凸透镜及平凹透镜，所述平凸透镜的焦点与所述平凹透镜的焦点重合，且所述平凸透镜与平凹透镜重合的焦点位于所述平凸透镜及所述平凹透镜之间。

4.根据权利要求3所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述平凸透镜的焦距为100mm，厚度为3mm，所述平凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm，所述平凸透镜与所述平凹透镜之间的距离为117mm。

5.根据权利要求2所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述扩束模块包括凹透镜及凸透镜，所述凹透镜的焦点与所述凸透镜的焦点重合，且所述凸透镜与凹透镜重合的焦点位于所述凹透镜远离所述凸透镜的一侧。

6.根据权利要求5所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm，所述凸透镜的焦距为100mm，厚度为3mm，所述凹透镜与所述凸透镜的距离为77mm。

7.根据权利要求1所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述布鲁斯特双轴锥体的两个锥体之间设有柱体，所述柱体的底面及顶面分别为两个所述锥体相对的两个底面。

8.根据权利要求1所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述布鲁斯特双轴锥体的材料为熔融石英。

9.根据权利要求1所述的腔外径向偏振激光转换光学系统，其特征在于，所述布鲁斯特双轴锥体的锥面上设有高透膜层。

10.一种腔外径向偏振激光转换器，其特征在于，包括：

如权利要求1～9任意一项所述的腔外径向偏振激光转换光学系统；

多个安装座，每个所述安装座为环形的密封腔体，所述安装座开设有收容部，所述安装座设有进水管及出水管，多个所述安装座并列设置，形成一收容腔，所述收容腔用于收容所述腔外径向偏振激光转换光学系统，所述进水管及出水管用于对所述安装座注入循环水，以冷却所述腔外径向偏振激光转换光学系统。

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