CN107533234A - 光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个透镜的间距的方法 - Google Patents

光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个透镜的间距的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107533234A
CN107533234A CN201680024082.0A CN201680024082A CN107533234A CN 107533234 A CN107533234 A CN 107533234A CN 201680024082 A CN201680024082 A CN 201680024082A CN 107533234 A CN107533234 A CN 107533234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
guide pipe
guide cylinder
guide
shift unit
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680024082.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107533234B (zh
Inventor
J·魏泽
B·马西诺
J·温德利希
T·巴尔德希芬
J·温斯科尼科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jenoptik Optical Systems GmbH
Original Assignee
Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jenoptik Optical Systems GmbH filed Critical Jenoptik Optical Systems GmbH
Publication of CN107533234A publication Critical patent/CN107533234A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107533234B publication Critical patent/CN107533234B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于光学系统的光束展宽装置，所述光束展宽装置(102)具有：导向管(220)；具有第一透镜(226)的第一导向筒(222)，其中，所述第一导向筒(202)被安排在所述导向管(220)内从而沿着所述导向管(220)的纵向轴线是可移位的；以及具有第二透镜(228)的第二导向筒(224)，其中，所述第二导向筒(224)被安排在所述导向管(220)内从而沿着所述导向管(220)的纵向轴线是可移位的。提供了第一移位装置，所述第一移位装置用于使所述第一导向筒(222)沿着所述导向管(220)的纵向轴线(340)移位，并且提供了第二移位装置，所述第二移位装置用于使所述第二导向筒(224)沿着所述导向管(220)的纵向轴线移位。

Description

光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个 透镜的间距的方法
技术领域
本发明涉及一种光束展宽装置、一种光学系统、一种用于设置光束展宽装置的两个透镜元件之间的距离的方法并且涉及一种用于生产光束展宽装置的方法。
背景技术
在光学系统的情况下，特别是在具有基于激光的束源的系统的情况下，必须在光路中适配(即增大或减小)束直径。由于最终光学系统(例如，F-θ透镜)的激光输出直径和输入直径根据部件而变化，所以需要在工业使用中做出各种放大。能够实现各种放大和直径的光学系统被称为可变扩束器。为了补偿扩束器本身的和周围光学系统的制造变化，通常可在扩束器上单独地调节束路径的发散度。
DE 10 2009 025 182 B4描述了这样的扩束器。
CN 102 328 154 A披露了一种光束展宽装置，所述光束展宽装置包括两个导向筒，所述导向筒沿着光轴是可移位的，每个导向筒包括透镜元件和装置。DE 20 2014 009275 U1披露了一种光束展宽装置，所述光束展宽装置包括导向管和导向筒，所述导向筒沿着导向管的纵向轴线是可移位的，所述导向筒包括透镜元件和移位装置。
发明内容
在这种背景下，根据主方案，本发明提出了一种光束展宽装置、一种光学系统、一种用于设置光束展宽装置的两个透镜元件之间的距离的方法以及一种用于生产光束展宽装置的方法。有利的配置从相应从属方案和后续描述中显现出来。
所描述的方法提供了扩束器的透镜元件或复合透镜在外筒中移动的可能性。因此，有利地，尤其需要润滑剂的区域远离透镜元件表面。根据实施例，可以快速地设置放大，即，在不使用螺纹。根据实施例，可以精确地设置发散度，即使用螺纹。
有利地，可以通过使用所描述的方法实现使用寿命长的、快速、精确、稳定且可锁定的束展宽。
一种用于光学系统的光束展宽装置，所述装置包括：
导向管；
第一导向筒，所述第一导向筒包括第一透镜元件，其中，所述第一导向筒被安排成使得其在所述导向管内沿着所述导向管的纵向轴线是可移位的；
第二导向筒，所述第二导向筒包括第二透镜元件，其中，所述第二导向筒被安排成使得其在所述导向管内沿着所述导向管的所述纵向轴线是可移位的；
第一移位装置，所述第一移位装置用于使所述第一导向筒沿着所述导向管的所述纵向轴线移位；以及
第二移位装置，所述第二移位装置用于使所述第二导向筒沿着所述导向管的所述纵向轴线移位。
所述装置还可以被称为可变扩束器。所述装置可以被安排在光学系统的光路中并且被实施成用于适配束(例如光束)的束直径。在此，可以增大或减小束直径。除了可变束展宽之外，所述装置还可以用于设置发散度。导向管可以具有圆柱形实施例。导向管可以包围内部，导向筒被安排在所述内部中。至少第一导向筒可以被完全安排在导向管内。第一透镜元件可以刚性地连接至第一导向筒。第二透镜元件可以刚性地连接至第二导向筒。通过使用移位装置，导向筒可以沿着导向管的纵向轴线进行线性运动，结果是，透镜元件可以朝着彼此移动或者远离彼此移动。以此方式，可以修改透镜元件之间的距离。移位装置可以包括用于使导向筒移位的合适机构。
导向管可以延伸跨过第一导向筒的整个长度。结果是，可以由导向管完全收纳第一导向筒。另外，导向管可以至少延伸跨过第二导向筒的第一区段的一段长度。根据实施例，第二导向筒的第一区段延伸跨过第二导向筒的总长度的至少一半。另外，导向管可以延伸跨过导向筒之间安排的间隙。以此方式，可以实现装置的高稳定性。
第二移位装置可以至少延伸跨过第二导向筒的毗邻第一区段的第二区段的一段长度。第一区段和第二区段可以包括第二导向筒的整个长度。以此方式，两个导向筒可以被完全安排在由第二移位装置延伸的导向管内。
第一移位装置可以被实施成用于响应于从导向管之外作用于第一移位装置上的第一致动力来使第一导向筒移位。相应地，第二移位装置可以被实施成用于响应于从导向管之外作用于第二移位装置上的第二致动力来使第二导向筒移位。致动力可以由操作者或操作装置施加。在此以及在下文中，所实施的可以被理解为是指相应装置被适当地形成用于执行分别指定的功能。
根据实施例，第一移位装置可以包括致动元件和带动元件。当被第一致动力驱动时，致动元件可以被实施成用于沿着导向管的纵向轴线进行线性运动。在此，通过沿着导向管的纵向轴线作用的第一致动力的分量可以实现线性运动。带动元件可以被实施成用于将用于使第一导向筒移位的致动元件的线性运动传递至第一导向筒。在此，致动元件的线性运动可以被直接传递至第一导向筒(即，没有转换)。以此方式，第一移位装置的运动可以等于第一导向筒的运动。因此，第一移位装置可以被实施为简单滑块。
当被第二致动力驱动时，第二致动元件可以被实施成用于围绕导向管的纵向轴线进行旋转运动。在此，通过横向于导向管的纵向轴线作用的第二致动力的分量可以实现旋转运动。第二移位装置可以包括螺纹，所述螺纹与所述第二导向筒的配对螺纹相接合以将所述第二移位装置的旋转运动转换成所述第二导向筒的线性运动，从而使所述第二导向筒沿着所述导向管的纵向轴线移位。因此，第二移位装置可以被实施为简单的移位传递螺纹。
所述第二移位装置可以被安排在所述导向管的一端并且以围绕所述导向管的纵向轴线可旋转的方式连接至所述导向管。以此方式，当导向管静止时，第二移位装置可以被转动以便使第二导向筒移位。
根据实施例，所述装置可以包括第一锚定装置以及此外或可替代地第二锚定装置，所述第一锚定装置用于锚定所述第一导向筒在所述导向管内的位置，所述第二锚定装置用于锚定所述第二导向筒在所述导向管内的位置。锚定装置的使用允许在将对应的导向筒移位到当前位置上之后将透镜元件牢固地锚定在所述位置上。
通过示例方式，第一透镜元件可以被实施成用于当束穿过装置时适配束的束直径。因此，可以通过使用透镜元件来增大或减小束直径。此外或可替代地，第二透镜元件可以被实施成用于当束穿过装置时适配束的发散度。这有利于可变束展宽和可变发散度设置。
第一导向筒可以包括滑动表面，所述滑动表面用于在所述导向管内沿着所述导向管的纵向轴线引导所述第一导向筒。第一导向筒的滑动表面与导向管的内壁一起可以形成滑动轴承。因此，所述装置可以包括用于在导向管内引导第一导向筒的滑动轴承。滑动轴承可以有助于第一导向筒的无颠簸位移。在此，可以通过合适的材料选择而省掉润滑剂。
相应地，第二导向筒可以包括滑动表面，所述滑动表面用于在所述导向管内沿着所述导向管的纵向轴线引导所述第二导向筒。第二导向筒的滑动表面与导向管的内壁一起可以形成滑动轴承。因此，所述装置可以包括滑动轴承，所述滑动轴承用于在所述导向管内沿着所述导向管的纵向轴线引导第二导向筒。滑动轴承可以有助于第二导向筒的无颠簸位移。在此，可以通过合适的材料选择而省掉润滑剂。
另外，所述装置可以包括防扭转装置，所述防扭转装置用于以无扭转的方式在所述导向管内沿着所述导向管的纵向轴线引导所述第二导向筒。以此方式，第二移位装置的旋转运动可以被转化成第二导向筒的线性运动。
根据实施例，所述装置可以包括第三透镜元件。所述第三透镜元件可以被安排在导向管的一端。在此，第一透镜元件可以被安排在第三透镜元件与第二透镜元件之间。在此，第三透镜元件可以刚性地连接至导向管。
一种光学系统，包括：
束源，所述束源用于发射束；
前述光束展宽装置，所述光束展宽装置被实施成用于将所述束展宽并且将所述束作为展宽束输出；以及
偏转单元，所述偏转单元用于使所述展宽束偏转。
通过举例方式，激光器可以用作束源，因此束可以是激光束。当穿过所述装置时，束可以首先传播穿过第一透镜元件，随后穿过第二透镜元件。
一种用于设置前述光束展宽装置的第一透镜元件与第二透镜元件之间的距离的方法，包括以下步骤：
响应于从所述导向管之外作用于所述第一移位装置上的第一致动力来使所述第一导向筒移位；并且
响应于从所述导向管之外作用于所述第二移位装置上的第二致动力来使所述第二导向筒移位。
可以使用前述移位装置执行移位步骤。
一种用于生产用于光学系统的前述光束展宽装置的方法，包括以下步骤：
提供导向管；
以可移位的方式将包括第一透镜元件的第一导向筒安排在所述导向管内；
以可移位的方式将包括第二透镜元件的第二导向筒安排在所述导向管内；
将用于使所述第一导向筒沿着所述导向管的所述纵向轴线移位的第一移位装置锚定在所述导向管上；以及
将用于使所述第二导向筒沿着所述导向管的所述纵向轴线移位的第二移位装置锚定在所述导向管上。
在锚定步骤过程中，所述移位装置可以联接至所述导向筒。
附图说明
以下将基于附图以示例性方式更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了根据示例性实施例的光学系统的示意图；
图2示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置的示意图；
图3示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置的图示；
图4示出了根据示例性实施例的导向管的图示；
图5示出了根据示例性实施例的第一导向筒的图示；
图6示出了根据示例性实施例的第二导向筒的图示；
图7示出了根据示例性实施例的第二移位装置的图示；
图8示出了根据示例性实施例的用于设置光束展宽装置的第一透镜元件与第二透镜元件之间的距离的方法的流程图；
图9示出了根据示例性实施例的用于生产光束展宽装置的方法的流程图；并且
图10示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置的图示。
具体实施方式
在对本发明的有利的示例性实施例的以下说明中，相同的或者相似的参考符号用于各附图中描绘的且具有相似效果的元件，省略了对这些元件的重复说明。
图1示出了根据示例性实施例的光学系统的示意图。所述学系统包括束源100、光束展宽装置102以及偏转单元104。束源100以示例性方式被实施为激光器，所述激光器被实施成用于发射激光束106。激光束106穿过装置102并且在所述过程中被展宽。根据这个示例性实施例被实施为扫描仪的偏转单元104使在装置102的应用下被展宽的激光束108朝不同的方向偏转。
根据这个示例性实施例，光学系统进一步包括F-θ透镜110，所述透镜被实施成用于将偏转单元104偏转的束引导到像平面112上。沿着像平面114可移位地安排的传感器112在束方向上被安排在像平面112的下游。
装置102有利于激光束106的可变展宽。可变设置需要透镜元件或复合透镜移位。在设置放大率和/或发散度时，束方向(束指向)应改变得尽可能小。
典型的光学系统由束源100、扩束器102、偏转单元(扫描仪)104和F-θ透镜110组成。通常，因为强度(功率/单位面积)还可以与束直径适配，所以这些还在产生高次谐波(二次谐波发生)时使用。
在此，扩束器102经常暴露于高功率下。这些首先是具有低平均功率但是具有极端脉冲峰值功率的飞秒(fs)脉冲、和纳秒脉冲或具有在千瓦特范围内的极端平均功率的连续波激光器。两个使用领域均需要免于受到最高程度的污染。
图2示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置102的示意图。通过举例方式，装置102可以与基于图1描述的系统结合使用。
装置102包括导向管220以及第一导向筒222和第二导向筒224。导向筒222、224被安排在导向管220内。根据这个示例性实施例，导向管220完全收纳导向筒222、224。导向筒222、224被可移位地安排在导向管220内。如两个双头箭头所指示的，可以使导向筒222、224沿着导向管220的纵向轴线彼此独立地移动。导向筒222、224被安排成彼此相距一定距离。
第一导向筒222承载第一透镜元件226。根据示例性实施例，第一透镜元件226刚性地连接至第一导向筒222。使第一导向筒222移位实现了第一透镜元件226在导向管220内的位移。通过位移方式，第一透镜元件朝着导向管220的第一端(在这种情况下被描绘成在左侧)的方向移位或朝着导向管220的第二端的方向(在这种情况下被描绘成在右侧)移位。
第二导向筒224承载第二透镜元件228。根据示例性实施例，第二透镜元件228刚性地连接至第二导向筒224。使第二导向筒224移位实现了第二透镜元件228在导向管220内的位移。通过位移方式，使第二透镜元件朝着导向管220的第一端的方向或朝着第二端的方向移位。
出于使导向筒222、224移位的目的，提供了两个移位装置，所述移位装置被实施或形成用于响应于从导向管220的外面作用于移位装置上的致动力而使导向筒222、224移位。根据示例性实施例，在位移过程中，导向筒222、224进行纯线性运动而没有旋转分量。
根据示例性实施例，装置102包括另外一个透镜元件230。所述另外的透镜元件230以固定方式被安排在导向管220内。根据这个示例性实施例，所述另外的透镜元件230被安排在第一端的一侧，并且第二透镜元件228被安排在导向管220的第二端的一侧。第一透镜元件226被安排在所述另外的透镜元件230与第二透镜元件228之间。
根据示例性实施例，在使用装置102时，待展宽的束在进入装置102之后首先穿过所述另外的透镜元件230，所述束然后穿过第一透镜元件226，最后在束离开装置102之前穿过第二透镜元件228。
根据示例性实施例，所述装置包括两个锚定装置232、234，所述锚定装置用于将导向筒222、224锚定在导向管220内。根据这个示例性实施例，锚定装置232、234被实施为销或固定螺钉，其被引导穿过导向管220的壁中的通道开口并且联接至导向筒222、224。如由箭头所指示的，为了释放导向筒222、224，锚定装置232、234可以相对于导向管220的纵向轴线被径向地移动至外侧，例如通过拉动销或通过松动螺钉。
根据示例性实施例，透镜元件226、228在连续管220中移动并且由此被引导。有利地，在所述过程中不发生杠杆作用，并且不增加个别容差。用于导向筒222、224的一个或多个导向管220易于生产、并且容差小。可以通过固定螺钉232、234锚定透镜元件226、228。有利地，这为设置透镜元件226、228的位置提供极高再现性并且提供相对于震动和振动的高稳定性。而且，存在调整机构和定中心的分离。
根据所描述的方法，不需要将透镜元件226、228或复合透镜固持在筒中，所述透镜中的每个透镜在左端或右端或在两端具有针对中心件的外螺纹并且所述透镜旋入具有内螺纹(左旋和右旋)的外筒以便能够设置安装筒(即，透镜元件)之间的距离。
因此，通过所描述的方法，装置102可以以有成本效益的方式生产，并且在调整之前、之后或过程中束方向高度稳定。构造原理使得可以避免螺纹油和油脂沉淀在透镜元件226、228、230上。另外，所描述的解决方案是可锁定的。
图3示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置102的图示。通过举例方式，装置102可以是基于图2描述的装置的实施例。
装置102包括导向管220。所述导向管具有圆形截面。包括第一透镜元件226的第一导向筒222被完全安排在导向管220内。包括第二透镜元件228的第二导向筒224被大部分安排在导向管220内。导向筒222、224以沿着导向管220的纵向轴线340可移位的方式被安装在导向管220内。导向筒222、224的最大外径适配于导向管220的内径。根据示例性实施例，以如下方式选择直径：导向筒222、224和导向管220在导向筒222、224的滑动表面的区域中的整个圆周上相接触，并且导向筒222、224可以在导向管220内滑动。导向筒222、224均具有沿着纵向轴线340的通道开口，在每种情况下，透镜元件226、228中的一个透镜元件被安排在在所述通道开口中。不是一个透镜元件226、228，在每种情况下，导向筒222、224中的至少一个导向筒也可以承载两个或更多个透镜元件(即，复合透镜)。
作为锚定装置，装置102包括第一锁定滚花螺钉232和第二锁定滚花螺钉234，所述第一锁定滚花螺钉用于相对于导向管220锚定第一导向筒222，所述第二锁定滚花螺钉用于相对于导向管220锚定第二导向筒224。锁定滚花螺钉232、234的头部可以用操作者可致动的方式被安排在导向管220之外。锁定滚花螺钉232、234的销被引导穿过沿着导向管220的壁中的纵向轴线340延伸的狭槽并且插入相应的导向筒222、224的壁中的凹陷中。
根据示例性实施例，导向管220具有壁，所述壁具有通道开口，第三透镜元件230被安排在第一端(在每种情况下被描绘成在左侧)、在所述通道开口上。
装置102包括第一移位装置342，所述第一移位装置用于使第一导向筒222沿着导向管102的纵向轴线340移位。第一移位装置342直接(例如，刚性地)联接至第一导向筒222，从而使得第一移位装置342的移动对应于第一导向筒222的移动。
根据示例性实施例，第一移位装置342包括致动元件344和带动元件346。致动元件344被安排在导向管220的外侧并且可以通过施加致动力的方式由操作者沿着纵向轴线340沿着导向管220的外侧移位。通过举例方式，致动元件344被实施为围住导向管220的环或实施为环形段。带动元件346联接至致动元件344和第一导向筒222以便将带动元件346的移动传递至第一导向筒222。根据示例性实施例，带动元件346被实施为销，所述销通过沿着纵向轴线340延伸的另外一个狭槽在导向管220的壁中被引导，并且被引入到第一导向筒222的壁中的另外一个凹陷中。
装置102包括第二移位装置348，所述第二移位装置用于使第二导向筒224沿着导向管102的纵向轴线340移位。第二移位装置348被形成为环并且被安排在导向管220的第二端(在这种情况下被描绘成在右侧)。第二移位装置348构成导向管220的超出导向管220的第二端的延伸部。导向管220的和第二移位装置348的面向彼此的末端区段重叠并且通过轴承的方式可旋转地彼此连接。第二移位装置348通过螺纹连接的方式联接至第二导向筒224。为此，第二移位装置348的阴螺纹接合第二导向筒224的阳螺纹。第二导向筒224的阳螺纹被安排在第二导向筒224的面向第二移位装置348的一侧。第二导向筒224联接至防扭转装置350，所述防扭转装置防止第二导向筒224在导向管220内扭转。根据这个示例性实施例，防扭转装置350包括销，所述销被引导穿过在导向管220的壁中沿着纵向轴线340延伸的另外一个狭槽并且被引入到第二导向筒224的壁中的另外一个凹陷中。可以由操作者相对于固定导向管220扭转第二移位装置348。由于第二导向筒224因为防扭转装置350而不能与第二移位装置348同步旋转，所以第二移位装置348与第二导向筒224之间的螺纹连接实现了将第二移位装置348的旋转运动转换成第二导向筒224的线性运动。
根据这个示例性实施例，第一导向筒222被完全安排在导向管220内。第二导向筒222被完全安排在由导向管220和第二移位装置348围起来的空间内。在此，导向筒222、224以防扭转保护的方式被安装在导向管220内。根据示例性实施例，导向管220具有完整实施例。导向管220连续延伸跨过第一导向筒222的整个长度、第一导向筒222与第二导向筒224之间的间隙、并且延伸跨过第二导向筒224的一段(例如，至少长度的一半)。根据一个示例性实施例，导向管220被实施成不带有用于使导向筒222、224移位的母螺纹。
根据所示的示例性实施例，第一透镜元件226被安排成朝着第一导向筒222的、面向导向管220的第一端的一侧移位。第二透镜元件228被安排成朝着第二导向筒224的面向第二移位装置348的一侧移位。根据这个示例性实施例，第二透镜元件228被安排在形成为滑动表面的外表面与第二导向筒224的形成为阳螺纹的内表面之间的过渡区域中。
根据示例性实施例，第一透镜元件226被形成为用于设置从装置102的第一端入射到装置102中的束的直径，并且第二透镜元件228被形成为用于适配束的发散度。
结果是，可以通过使用第一移位装置342使第一导向筒222移位来设置束的直径。可以通过使用第二移位装置348使第二导向筒224移位来设置发散度。
有利地，在所描述的方法的情况下，筒220中的透镜元件226、228的或复合透镜的移动引起调整过程中高度方向稳定性。由于用于设置发散度的螺纹远离透镜表面并且在不使用螺纹的情况下放大率设置将就能用，所以除去的气体几乎不会再沉淀在透镜表面上，从而使得使用寿命长。
尽管稳定性高，但是由于所选择的原理，生产成本非常低。
甚至在艰苦的环境条件下，可锁定性引起较高的长期稳定性。
透镜元件226、228在根据这个示例性实施例由导向管220的内部空间形成的周围管内的安装筒222、224中以受保护的方式运行。
可以通过旋转例如可以由圆周网形成的环来设置发散度，所述圆周网突出超过第二移位装置348的外露的外表面。在这样做时，通过带动的方式推动安装筒224。
根据所示的示例性实施例，第二移位装置348被实施为移位传递螺纹。透镜元件226、228位于导向筒222、224中。导向筒222、224位于管220中。透镜元件226、228中的一个透镜元件(根据这个示例性实施例，是第一透镜元件226)被直接从外部推动，而被实施为具有螺纹的附接件的第二移位装置348推动其他透镜元件226、228(根据这个示例性实施例，是第二透镜元件228)。结果是，促进了高准确性和再现性。
图4示出了根据示例性实施例的导向管220的截面图示。在此，这可以是基于图3描述的导向管。导向管包括包围住圆柱形空腔的圆周壁，基于图5和图6所示的导向筒可以被安排在所述圆柱形空腔中。形成为通孔的狭槽450被安排在圆周壁中。狭槽450可以引导基于图3描述的锚定装置、以及被分配给第一导向筒的移位装置和被分配给第二导向筒的防扭转装置。
在导向管220的第一端，由中间壁452关闭圆柱形空腔。中间壁452包括居中安排的通道开口，透镜元件230被安排在所述通道开口中。在与第一端相反的第二端，导向管220的圆周壁在其内侧包括至少一个圆周凹槽454，所述圆周凹槽用于支承基于图7所示的第二移位装置。
图5示出了根据示例性实施例的第一导向筒222的侧视图。在此，这可以是基于图3描述的第一导向筒。第一导向筒222具有圆柱形外表面，所述圆柱形外表面在第一导向筒222的两端具有圆周隆起部。隆起部的外表面被形成为滑动表面560，当第一导向筒222插入导向管中时，第一导向筒222可以沿着导向管的内壁、沿着所述滑动表面滑动。相应地，滑动表面560、和导向管的对应内壁可以被形成为平坦表面，从而使得第二导向筒224可以沿着导向管的纵向轴线在导向管的内壁上滑动。
根据示例性实施例，在圆柱形外表面上绘制比例尺，操作者可以通过导向管中的窗口识别所述比例。
图6示出了根据示例性实施例的第二导向筒224的侧视图。在此，这可以是基于图3描述的第二导向筒。第二导向筒224具有滑动区段和螺纹区段。
滑动区段包括圆柱形外表面，所述圆柱形外表面由圆周隆起部界定在两端处。隆起部的外表面被实施为滑动表面660，当第二导向筒224插入导向管中时，第二导向筒224可以沿着导向管的内壁、沿着所述滑动表面滑动。相应地，滑动表面660和导向管的对应内壁可以被形成为平坦表面，从而使得第二导向筒224可以沿着导向管的纵向轴线在导向管的内壁上滑动。
根据示例性实施例，在滑动区段的圆柱形外表面上绘制比例尺，操作者可以通过导向管中的窗口识别所述比例尺。
螺纹区段包括阳螺纹662。例如图7中所示的第二移位装置可以被旋拧到阳螺纹662上。
圆柱形中间区段将滑动区段和螺纹区段彼此间隔开。
图7示出了根据示例性实施例的第二移位装置348的截面图示。在此，这可以是基于图3描述的第二移位装置。第二导向筒348包括支承区段和螺纹区段。
支承区段包括具有圆环状截面的壁764。壁764可以被插入导向管中。壁764具有两个通道开口，例如螺钉可以被插入到所述通道开口中，可以由导向管的凹槽引导所述螺钉的头部，从而使得第二移位装置348可旋转地连接至导向管。
螺纹区段包括具有内轴承766的壁，所述内轴承被实施为用于第二导向筒的外轴承的配对轴承。
圆周隆起部被安排在支承区段与螺纹区段之间，当第二移位装置348被紧固至导向管时，所述隆起部被安排在导向管之外。通过举例方式，操作者可以使用隆起用于通过施加致动力来相对于导向管扭转第二移位装置348。
图8示出了根据示例性实施例的用于设置光束展宽装置的第一透镜元件与第二透镜元件之间的距离的方法的流程图。所述装置可以是基于图3描述的装置。
为了将第一透镜元件移位至希望的位置，在步骤871中，使第一导向筒移位，第一透镜元件被安排在所述第一导向筒上。在此，响应于从导向管之外作用于第一移位装置上的第一致动力来使第一导向筒移位。
为了将第二透镜元件移位至希望的位置，在步骤873中，使第二导向筒移位，第二透镜元件被安排在所述第二导向筒上。在此，响应于从导向管之外作用于第二移位装置上的第二致动力来使第二导向筒移位。
可以按任何顺序和重复地执行步骤871、873。而且，还可以仅执行步骤871、873之一。
图9示出了根据示例性实施例的用于生产光束展宽装置的方法的流程图。所述装置可以是基于图3描述的装置。
在步骤981中提供导向管。在步骤983中，将包括第一透镜元件的第一导向筒引入导向管中并且可移位地安排在所述导向管内。在步骤985中，将包括第二透镜元件的第二导向筒引入导向管中并且可移位地安排在所述导向管内。在步骤987中，第一移位装置联接至第一导向筒和导向管以便能够使第一导向筒在导向管内移位。在步骤989中，第二移位装置联接至第二导向筒和导向管以便能够使第二导向筒在导向管内移位。
图10示出了根据示例性实施例的用于光学系统的光束展宽装置102的图示。
如果示例性实施例包括第一特征与第二特征之间的“和/或”关系，则这应当被解读为根据一个实施例所述示例性实施例既包括所述第一特征也包括所述第二特征；并且根据另外一个实施例，仅包括所述第一特征或者仅包括所述第二特征。

Claims (13)

1.一种用于光学系统的光束展宽装置(102)，其中，所述装置(102)包括：
导向管(220)；
第一导向筒(222)，所述第一导向筒包括第一透镜元件(226)，其中，所述第一导向筒(222)被安排成使得其在所述导向管(220)内沿着所述导向管(220)的纵向轴线(340)是可移位的；
第二导向筒(224)，所述第二导向筒包括第二透镜元件(228)，其中，所述第二导向筒(224)被安排成使得其在所述导向管(220)内沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)是可移位的；
第一移位装置(342)，所述第一移位装置用于使所述第一导向筒(222)沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)移位；以及
第二移位装置(348)，所述第二移位装置用于使所述第二导向筒(224)沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)移位。
2.如权利要求1所述的装置(102)，其中，所述导向管(220)延伸跨过所述第一导向筒(222)的整个长度并且至少延伸跨过所述第二导向筒(224)的第一区段的一段长度。
3.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，所述第一移位装置(342)被实施成用于响应于从所述导向管(220)之外作用于所述第一移位装置(342)上的第一致动力来使所述第一导向筒(222)移位，和/或其中，所述第二移位装置(348)被实施成用于响应于从所述导向管(220)之外作用于所述第二移位装置(348)上的第二致动力来使所述第二导向筒(224)移位。
4.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，所述第一移位装置(342)包括致动元件(344)和带动元件(346)，其中，当被第一致动力驱动时，所述致动元件(344)被实施成沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)进行线性运动，并且其中，所述带动元件(346)被实施成用于将所述致动元件(344)的线性运动传递到所述第一导向筒(222)上以便使所述第一导向筒(222)移位。
5.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，当被第二致动力驱动时，所述第二移位装置(348)被实施成围绕所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)进行旋转运动，并且其中，所述第二移位装置(348)包括螺纹(766)，所述螺纹与所述第二导向筒(224)的配对螺纹(662)相接合以将所述第二移位装置(348)的旋转运动转换成所述第二导向筒(224)的线性运动，从而使所述第二导向筒(224)沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)移位。
6.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，所述第二移位装置(348)被安排在所述导向管(220)的一端并且以围绕所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)可旋转的方式连接至所述导向管(220)。
7.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，包括第一锚定装置(232)，所述第一锚定装置用于锚定所述第一导向筒(222)在所述导向管(220)内的位置，和/或包括第二锚定装置(234)，所述第二锚定装置用于锚定所述第二导向筒(224)在所述导向管(220)内的位置。
8.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，所述第一透镜元件(226)被实施成用于当束(106)穿过所述装置(102)时适配所述束(106)的束直径，和/或其中，所述第二透镜元件(228)被实施成用于当所述束(106)穿过所述装置(102)时适配所述束(106)的发散度。
9.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，其中，所述第一导向筒(222)包括滑动表面(560)，所述滑动表面用于在所述导向管(220)内沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)引导所述第一导向筒(222)；和/或所述第二导向筒(224)包括滑动表面(660)，所述滑动表面用于在所述导向管(220)内沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)引导所述第二导向筒(224)，和/或包括防扭转装置(340)，所述防扭转装置用于在所述导向管(220)内沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)引导所述第二导向筒(224)而不发生扭转。
10.如以上权利要求中任一项所述的装置(102)，包括第三透镜元件(230)，所述第三透镜元件被安排在所述导向管(220)的一端，其中，所述第一透镜元件(226)被安排在所述第三透镜元件(230)与所述第二透镜元件(228)之间。
11.一种光学系统，包括：
束源(100)，所述束源用于发射束(106)；
如以上权利要求中任一项所述的光束展宽装置(102)，所述光束展宽装置被实施成用于展宽所述束(106)并且将所述束作为展宽束(108)输出；以及
偏转单元(104)，所述偏转单元用于使所述展宽束(108)偏转。
12.一种用于设置如以上权利要求中任一项所述的光束展宽装置(102)的第一透镜元件(226)与第二透镜元件(228)之间的距离的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
响应于从所述导向管(220)之外作用于所述第一移位装置(342)上的第一致动力来使所述第一导向筒(222)移位(871)；并且
响应于从所述导向管(220)之外作用于所述第二移位装置(348)上的第二致动力来使所述第二导向筒(224)移位(873)。
13.一种用于生产用于光学系统的光束展宽装置(102)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供(981)导向管(220)；
以可移位的方式将包括第一透镜元件(226)的第一导向筒(222)安排(983)在所述导向管(220)内；
以可移位的方式将包括第二透镜元件(228)的第二导向筒(224)安排(985)在所述导向管(220)内；
将用于使所述第一导向筒(222)沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)移位的第一移位装置(342)锚定(987)在所述导向管(220)上；并且
将用于使所述第二导向筒(224)沿着所述导向管(220)的所述纵向轴线(340)移位的第二移位装置(348)锚定(989)在所述导向管(220)上。
CN201680024082.0A 2015-06-22 2016-06-22 光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个透镜的间距的方法 Active CN107533234B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015007894 2015-06-22
DE102015007894.1 2015-06-22
DE102015009124.7A DE102015009124B3 (de) 2015-06-22 2015-07-20 Vorrichtung zur optischen Strahlaufweitung, optisches System, Verfahren zum Einstellen eines Abstands zweier Linsen einer Vorrichtung zur optischen Strahlaufweitung und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur optischen Strahlaufweitung
DE102015009124.7 2015-07-20
PCT/EP2016/064345 WO2016207181A1 (de) 2015-06-22 2016-06-22 Vorrichtung zur optischen strahlaufweitung, optisches system und verfahren zum einstellen eines abstands zweier linsen einer vorrichtung zur optischen strahlaufweitung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107533234A true CN107533234A (zh) 2018-01-02
CN107533234B CN107533234B (zh) 2020-11-27

Family

ID=56889810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680024082.0A Active CN107533234B (zh) 2015-06-22 2016-06-22 光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个透镜的间距的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10732423B2 (zh)
KR (1) KR20180019095A (zh)
CN (1) CN107533234B (zh)
CZ (1) CZ2017682A3 (zh)
DE (1) DE102015009124B3 (zh)
WO (1) WO2016207181A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111822851A (zh) * 2020-08-17 2020-10-27 卡门哈斯激光科技（苏州）有限公司 一种可调扩束镜

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200016220A (ko) * 2017-06-23 2020-02-14 예놉틱 옵틱컬 시스템즈 게엠베하 빔 확장기 조정 지원 방법, 조정 지원 장치 및 빔 확장기
DE102021107413B3 (de) 2020-10-14 2022-01-13 Jenoptik Optical Systems Gmbh Kompakte Justierfassung zur Justierung von zwei optischen Tuben

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213777A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ビーム整形装置
JP2000271775A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ出射光学系
JP2003090980A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Alps Electric Co Ltd ビーム整形用光学装置
US6714564B1 (en) * 1999-08-23 2004-03-30 B. E. Meyers & Co., Inc. Dual function single laser
JP2004341057A (ja) * 2003-05-13 2004-12-02 Alps Electric Co Ltd ビーム整形装置
CN2748941Y (zh) * 2004-11-26 2005-12-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 光束通用扩束系统
JP2008046213A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Nsk Ltd 光束径調整装置
CN101211001A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 深圳市大族激光科技股份有限公司 变倍扩束镜
CN201307182Y (zh) * 2008-11-26 2009-09-09 王国力 扩束镜
DE102009025182A1 (de) * 2008-06-12 2009-12-24 Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh Optischer Strahlaufweiter und Bearbeitungsverfahren mit einem solchen Strahlaufweiter
JP2010097177A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Mitsubishi Electric Corp 光源ユニット、及び画像表示装置
CN101738730A (zh) * 2009-12-31 2010-06-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种透镜间距可调整的激光扩束器
CN203275776U (zh) * 2013-05-17 2013-11-06 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种实现激光束远距离精确聚焦的装置
CN203519909U (zh) * 2013-11-07 2014-04-02 长春德信光电技术有限公司 激光扩束装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1307183A (en) * 1919-06-17 chadburn
US1211001A (en) * 1914-12-08 1917-01-02 Joseph A Steinmetz Ordnance-projectile.
CN201307183Y (zh) * 2008-11-26 2009-09-09 王国力 电动扩束镜
CN102328154B (zh) * 2011-07-08 2014-07-02 江苏迈健生物科技发展有限公司 一种同步带传动的扩束镜自动精密调焦机构
US9523842B2 (en) * 2014-06-23 2016-12-20 Ricoh Company, Ltd. Projection device and projection system
DE202014009275U1 (de) * 2014-11-24 2015-02-25 Eos Gmbh Electro Optical Systems Strahlaufweiter und additive Fertigungsvorrichtung mit einem Strahlaufweiter

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10213777A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ビーム整形装置
JP2000271775A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ出射光学系
US6714564B1 (en) * 1999-08-23 2004-03-30 B. E. Meyers & Co., Inc. Dual function single laser
JP2003090980A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Alps Electric Co Ltd ビーム整形用光学装置
JP2004341057A (ja) * 2003-05-13 2004-12-02 Alps Electric Co Ltd ビーム整形装置
CN2748941Y (zh) * 2004-11-26 2005-12-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 光束通用扩束系统
JP2008046213A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Nsk Ltd 光束径調整装置
CN101211001A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 深圳市大族激光科技股份有限公司 变倍扩束镜
DE102009025182A1 (de) * 2008-06-12 2009-12-24 Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh Optischer Strahlaufweiter und Bearbeitungsverfahren mit einem solchen Strahlaufweiter
JP2010097177A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Mitsubishi Electric Corp 光源ユニット、及び画像表示装置
CN201307182Y (zh) * 2008-11-26 2009-09-09 王国力 扩束镜
CN101738730A (zh) * 2009-12-31 2010-06-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种透镜间距可调整的激光扩束器
CN203275776U (zh) * 2013-05-17 2013-11-06 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种实现激光束远距离精确聚焦的装置
CN203519909U (zh) * 2013-11-07 2014-04-02 长春德信光电技术有限公司 激光扩束装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111822851A (zh) * 2020-08-17 2020-10-27 卡门哈斯激光科技（苏州）有限公司 一种可调扩束镜

Also Published As

Publication number Publication date
CN107533234B (zh) 2020-11-27
CZ2017682A3 (cs) 2018-01-31
DE102015009124B3 (de) 2016-09-29
US20190155038A1 (en) 2019-05-23
WO2016207181A1 (de) 2016-12-29
US10732423B2 (en) 2020-08-04
KR20180019095A (ko) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107533234A (zh) 光束展宽装置、光学系统以及用于设置光束展宽装置的两个透镜的间距的方法
CN103534056B (zh) 激光加工机
CN107209439B (zh) 相机用滤镜框架以及相机用滤镜单元
CN100392466C (zh) 透镜镜筒的凸轮机构
KR102139397B1 (ko) 튜브 및 완충기
US10533652B2 (en) Worm gear drive with adjustable backlash
DE112016005125T5 (de) Optisches Projektionsinstrument und Scheinwerfereinrichtung
CN104943513A (zh) 车辆遮阳板
EP3363085B1 (en) Linear motor for fast tuning of a laser cavity
CN1519607A (zh) 透镜筒的凸轮机构
JP4889519B2 (ja) インナーフォーカスズームレンズ鏡筒
CN106873118A (zh) 一种可调激光扩束聚焦装置
DE102014104430A1 (de) Objektiv mit axialem Verstellglied zur aktiven Verstellung von Objektivelementen
JP2011507019A (ja) 光学部品の位置調整装置および位置調整方法
CN101501550A (zh) 具有可变放大倍率的望远镜
CN207895140U (zh) 光轴高稳定的三组联动连续变焦机构
CN106249370A (zh) 一种一体式轴向精密微调装置
TWI491918B (zh) 光學裝置
US9163649B2 (en) Mechanical stop adjustment for jack
CN220752379U (zh) 一种天线的在机合焦装置
CN203365779U (zh) 一种光学镜头直线运动变焦光学系统
JPH03113407A (ja) レンズ鏡胴
DE102017209326A1 (de) Mikroaktuator
CN105710637A (zh) 短距离平行度调整装置和短距离平行度调整装置的方法
JP2017102282A (ja) レンズ鏡筒及び光学機器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant