CN109541811A - 一种激光分束器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的激光分束器，所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑，本发明提供的激光分束器由三维微弧面组成，分束角度不受特征尺寸限制，克服了传统二元衍射分束器的分束角度受特征尺寸限制的难题。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件技术领域，特别涉及一种激光分束器。
背景技术
激光分束器在激光加工、三维测量、光学对准、光通讯以及灯光照明显示等领域具有广泛应用。传统的激光分束器采用二元光学的方法，通过特殊的台阶型相位调制获得激光分束图案。然而，这种衍射型分束器的分束图案角度受台阶横向特征尺寸限制，大角度分束的加工难度大；其次，台阶深度的微小误差均会使分束器产生能量远高于其他级次的中央零级光斑，导致其分束点阵能量分布不均，使用受限。此外，具有错位排列的点阵分束器在图像识别中具有独特的优势，需求日益突出。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种克服现有二元衍射型分束器的限制的激光分束器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种激光分束器，包括：所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面的阵列排布方式为错位排列。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面包括凸出的三维弧面和凹陷的三维弧面。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面的口径包括四边形和多边形。
在一些较佳的实施例中，所述激光分束器的材料为光学塑料或光学玻璃。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的激光分束器，所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑，本发明提供的激光分束器由三维微弧面组成，分束角度不受特征尺寸限制，克服了传统二元衍射分束器的分束角度受特征尺寸限制的难题。
此外，本发明提供的激光分束器，中央零级能量对微弧面高度和波长均不敏感，克服了传统二元衍射分束器很难克服的中央零级亮斑。
另外，本发明提供的激光分束器，产生的点阵为错位排列，在图像识别中有利于降低重复性，提高识别精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的微弧面周期阵列的中心位置的错位排布图；
图2为本发明实施例提供的四边形口径的微弧面周期阵列的口径分布图；
图3为本发明实施例提供的六边形口径的微弧面周期阵列的口径分布图；
图4为本发明实施例提供的内凹的微弧面周期阵列的三维形貌图；
图5为本发明实施例提供的微弧面周期阵列的三维形貌图；
图6为本发明实施例提供的激光分束器在远场的激光分束点阵图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种激光分束器，所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面的阵列排布方式为错位排列，错位角度由分束点阵错位角度确定，请参阅图1，为本发明实施例提供的微弧面周期阵列的中心位置的错位排布图。
可以理解，三维微弧面的周期由入射激光波长、分束角度，通过光栅方程确定。
可以理解，本发明提供的激光分束器，产生的点阵为错位排列，在图像识别中有利于降低重复性，提高识别精度。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面包括凸出的三维弧面和凹陷的三维弧面。请参阅图4及图5分别为本发明实施例提供的内凹的微弧面周期阵列的三维形貌图及外凸的微弧面周期阵列的三维形貌图。
在一些较佳的实施例中，所述三维微弧面的口径包括四边形和多边形。
请参阅图2及图3，分别为本发明实施例提供的四边形口径的微弧面周期阵列的口径分布图及六边形口径的微弧面周期阵列的口径分布图。
在一些较佳的实施例中，所述激光分束器的材料为光学塑料或光学玻璃。
本发明提供的激光分束器，所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑，本发明提供的激光分束器由三维微弧面组成，分束角度不受特征尺寸限制，克服了传统二元衍射分束器的分束角度受特征尺寸限制的难题；同时，本发明提供的激光分束器，中央零级能量对微弧面高度和波长均不敏感，克服了传统二元衍射分束器很难克服的中央零级亮斑。
以下结合具体实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1：
本发明实施例1提供的一种激光分束器，技术方案如下：
(1)器件材料为光学紫外塑料结构加光学玻璃衬底；
(2)激光分束器微弧面中心的错位排列为图1所示，每一个小方格的中心表示相应微弧面的中心，相邻两中心点在横向和纵向的间隔为8微米，纵向错位为1/3；
(3)激光分束器微弧面的口径分布为图2所示的四边形密排布；
(4)激光分束器微弧面的三维形貌为图4所示的内凹弧面形貌；
(5)在激光波长为650nm下，在200mm的远场产生的分束点阵如图6所示，分束点阵的能量分布均匀，无亮度差异明显的中央零级，点阵满足错位排列。
实施例2：
本发明实施例2提供的一种激光分束器，技术方案如下：
(1)器件材料为光学塑料PC；
(2)激光分束器微弧面中心的错位排列为图1所示，每一个小方格的中心表示相应微弧面的中心，相邻两中心点在横向和纵向的间隔为8微米，纵向错位为1/3；
(3)激光分束器微弧面的口径分布为图3所示的六边形密排布；
(4)激光分束器微弧面的三维形貌为图5所示的外凸弧面形貌；
(5)在激光波长为940nm下，在400mm的远场产生的分束点阵的能量分布均匀，无亮度差异明显的中央零级，点阵满足错位排列。
当然本发明的激光分束器还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (5)
1.一种激光分束器，其特征在于，所述激光分束器的光学表面由周期阵列排布的三维微弧面组成，所述激光分束器件的光学表面在激光入射下，在远场产生错位排布的分束点阵图案，所述的点阵分束图案中，无能量远大于其他级次的中央零级光斑。
2.如权利要求1所述的激光分束器，其特征在于，所述三维微弧面的阵列排布方式为错位排列。
3.如权利要求1所述的激光分束器，其特征在于，所述三维微弧面包括凸出的三维弧面和凹陷的三维弧面。
4.如权利要求1所述的激光分束器，其特征在于，所述三维微弧面的口径包括四边形和多边形。
5.如权利要求1所述的激光分束器，其特征在于，所述激光分束器的材料为光学塑料或光学玻璃。
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