CN110333605A - 一种用于物证搜索的光学系统 - Google Patents

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刘波涛
刘露刚
张颖
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    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract

本发明提出了一种用于物证搜索的光学系统，包括蓝光光纤耦合光源、绿光光纤耦合光源、红光光纤耦合光源、光纤、特种光纤及球透镜，所述蓝光光纤耦合光源、绿光光纤耦合光源及红光光纤耦合光源分别通过光纤与所述特种光纤连接，所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上。本发明光学系统传输效率高达90％；输出的光斑均匀性高，均匀性可达90％，无明显颗粒感；可实现多个波长高功率激光用于物证搜索；柔性光纤输出，出光口小巧轻便，便于现场实用。

Description

一种用于物证搜索的光学系统
技术领域
本发明属于光学设备技术领域，具体涉及一种用于物证搜索的光学系统。
背景技术
随着技术的进步，各领域不仅要求激光器光功率高，还要求改进激光束光斑的均匀性。如刑侦技侦领域的生物检材需要采用高功率且均匀的激光才能适当激发检材荧光的强度以及对比度，以得到准确结果。
目前获得均匀激光光斑的常见方法及缺陷如下：
A、采用毛玻璃扩散片或者乳色玻璃扩散片；传输效率低，光斑均匀性差，尤其是采用激光光源时缺陷更明显；
B、采用衍射全息光栅；其传输效率可以达到90％，但透过的激光光束的匀光效果差；
C、采用无规则排列的微透镜阵列片，其传输效率可以达到90％，均匀性可达90％，但存在颗粒感；
D、采用微透镜阵列组合；系统复杂，成本高，且只能在焦平面上获得均匀光斑；
E、采用液体光导管；均匀性高，但系统寿命短，相关设施的生产工艺的要求高，且传输效率低。
总之，目前尚未有提供高匀亮激光光束、同时柔性匀光光纤传输、传输效率高、出光口小巧轻便、便于实用的多波长高功率光源装置。
发明内容
针对上述不足，本发明提出一种用于物证搜索的光学系统，能提供高匀亮激光光束，同时柔性匀光光纤传输，传输效率高，出光口小巧轻便，便于现场实用的多波长高功率光源。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于物证搜索的光学系统，包括蓝光光纤耦合光源、绿光光纤耦合光源、红光光纤耦合光源、光纤、特种光纤及球透镜，所述蓝光光纤耦合光源、绿光光纤耦合光源及红光光纤耦合光源分别通过光纤与所述特种光纤连接，所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上。
较优地，所述蓝光光纤耦合光源可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为440nm～450nm，输出功率为0.5W～15W；
较优地，所述绿光光纤耦合光源可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为515nm～533nm，输出功率为0.2W～10W。
较优地，所述红光光纤耦合光源为可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为630nm～655nm，输出功率为0.2W～5W。
较优地，所述光纤的芯径可以是单模光纤，也可以是多模光纤，其数值孔径为0.1～0.3。
较优地，所述特种光纤为可承受高功率激光的大芯径特种光纤，其芯径为200μm～600μm，数值孔径为0.2～0.5，可传输的波长为400nm～2000nm。
较优地，所述球透镜为K9等玻璃材料，直径为2mm～5mm，焦距为1.0mm～4.0mm。
本发明的有益效果为：光学系统传输效率高达90％；输出的光斑均匀性高，均匀性可达90％，无明显颗粒感；可实现多个波长高功率激光用于物证搜索；柔性光纤输出，出光口小巧轻便，便于现场实用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-蓝光光纤耦合光源，2-绿光光纤耦合光源，3-红光光纤耦合光源，4-光纤，5-特种光纤，6-球透镜。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的用于物证搜索的光学系统，包括蓝光光纤耦合光源1、绿光光纤耦合光源2、红光光纤耦合光源3、光纤4、特种光纤5及球透镜6，特种光纤5的出光口位于球透镜6的焦点上。
实施例1
蓝光光纤耦合光源1为九个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为445nm，单个输出功率为1.4W，九个输出功率为12.6W，通过九根光纤4与特种光纤5连接。
绿光光纤耦合光源2为七个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为520nm，单个输出功率为1W，七个输出功率为7W，通过七根光纤4与特种光纤5连接。
红光光纤耦合光源3为三个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为630nm，单个输出功率为1W，三个输出功率为3W，通过三根光纤4与特种光纤5连接。
光纤4为多模光纤，其芯径为105μm，数值孔径为0.22，通过焊接的方式与特种光纤5连接在一起。
特种光纤5为可承受高功率激光的大芯径特种光纤，其芯径为400μm，数值孔径为0.3，可传输的波长为400nm～2000nm。
球透镜(6)为K9材料，直径为3mm，焦距为2.2mm。
激光经过本实施例的光学系统后，在1m处形成一个直径为0.3m～0.4m、均匀性≥90％的圆形光斑。
实施例2
蓝光光纤耦合光源1为六个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为445nm，单个输出功率为1.4W，六个输出功率为8.4W，通过六根光纤4与特种光纤5连接。
绿光光纤耦合光源2为四个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为520nm，单个输出功率为1W，四个输出功率为4W，通过四根光纤4与特种光纤5连接。
红光光纤耦合光源3为两个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为630nm，单个输出功率为1W，两个输出功率为2W，通过两根光纤4与特种光纤5连接。
光纤4为多模光纤，其芯径为105μm，数值孔径为0.22，通过焊接的方式与特种光纤5连接在一起。
特种光纤5为可承受高功率激光的大芯径特种光纤，其芯径为400μm，数值孔径为0.3，可传输的波长为400nm～2000nm。
球透镜(6)为K9材料，直径为3mm，焦距为2.2mm。
激光经过本实施例的光学系统后，在1m处形成一个直径为0.3m～0.4m、均匀性≥90％的圆形光斑。
实施例3
蓝光光纤耦合光源1为三个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为445nm，单个输出功率为1.4W，三个输出功率为4.2W，通过三根光纤4与特种光纤5连接。
绿光光纤耦合光源2为两个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为520nm，单个输出功率为1W，两个输出功率为2W，通过2根光纤4与特种光纤5连接。
红光光纤耦合光源3为一个光纤耦合半导体激光器光源，其激光波长为630nm，单个输出功率为1W，通过一根光纤4与特种光纤5连接。
光纤4为多模光纤，其芯径为105μm，数值孔径为0.22，通过焊接的方式与特种光纤5连接在一起。
特种光纤5为可承受高功率激光的大芯径特种光纤，其芯径为400μm，数值孔径为0.3，可传输的波长为400nm～2000nm。
球透镜(6)为熔融石英材料，直径为3mm，焦距为2.42mm。
激光经过本实施例的光学系统后，在1m处形成一个直径为0.3m～0.4m、均匀性≥90％的圆形光斑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于物证搜索的光学系统，其特征在于：包括蓝光光纤耦合光源(1)、绿光光纤耦合光源(2)、红光光纤耦合光源(3)、光纤(4)、特种光纤(5)及球透镜(6)，所述蓝光光纤耦合光源(1)、绿光光纤耦合光源(2)及红光光纤耦合光源(3)分别通过光纤(4)与所述特种光纤(5)连接，所述特种光纤(5)的出光口位于所述球透镜(6)的焦点上。
2.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述蓝光光纤耦合光源(1)可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为440nm～450nm，输出功率为0.5W～15W。
3.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述绿光光纤耦合光源(2)可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为515nm～533nm，输出功率为0.2W～10W。
4.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述红光光纤耦合光源(3)为可以是单个光纤耦合半导体激光器光源，也可以是多个光纤耦合半导体激光器光源再合束的光纤激光光源，其激光波长为630nm～655nm，输出功率为0.2W～5W。
5.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述光纤(4)的芯径可以是单模光纤，也可以是多模光纤，其数值孔径为0.1～0.3。
6.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述特种光纤(5)为可承受高功率激光的大芯径特种光纤，其芯径为200μm～600μm，数值孔径为0.2～0.5，可传输的波长为400nm～2000nm。
7.如权利要求1所述的用于物证搜索的光学系统，其特征在于：所述球透镜(6)为K9等玻璃材料，直径为2mm～5mm，焦距为1.0mm～4.0mm。
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