CN110673348A - 可拆分式三种倍率激光扩束器 - Google Patents

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邵帅
于洪君
李姜
郭立红
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Abstract

可拆分式激光扩束器主要由四个模块组成，分别是一级扩束分系统、二级扩束分系统、转折镜组、箱体组件。一级扩束分系统、二级扩束分系统两个模块可分别单独使用，对激光光束进行准直扩束；转折镜组模块也可以单独使用，实现对光束方向的转折功能；系统整体使用时，完成两级大倍率扩束，实现对激光器输出激光光束发散角的压缩功能。本发明在一个系统中，提供宽波段(400nm～1100nm)、组合二级大倍率(50倍)组合扩束分系统，各级分系统可以拆分使用,组合复位定位精度高。拆分/组合激光扩束器光轴位置精度高,有专用配套基准定位组件保证，确保激光沿轴向发射。

Description

可拆分式三种倍率激光扩束器
技术领域
本发明涉及激光扩束领域，具体涉及一种可拆分式三种倍率激光扩束器。
背景技术
激光扩束系统在激光雷达、激光测距等领域中有重要的应用。通常激光扩束比是固定的、波段窄(单一波长或者波段范围窄)，应用范围有限。扩束系统可分为折射式、反射式和没有组合的产品。
现有变倍的激光扩束光学系统大部分是根据变焦距摄像系统改进而来的，其结构形式有三组份折射式的，固定组位于运动组份变倍组和补偿组之间，补偿组份使用双分离式组合透镜，这给系统装校带来不便；另外也有折反射式的。当变倍比较大时，各组份中镜片数量多，工作时易形成激光相干噪声或衍射散斑条纹，从而影响扩束光斑的均匀性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可拆分式三种倍率激光扩束器，解决了现有技术中结构单一，不可以拆分，沿轴发散性差的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
可拆分式三种倍率激光扩束器，该扩束器包括：一级扩束分系统、二级扩束分系统、转折镜组和箱体组件；所述一级扩束分系统、二级扩束分系统和转折镜组设置在箱体组件内，激光入射进入一级扩束分系统，经过倍率扩束后，通过转折镜组反射后进入二级扩束分系统，扩束后的激光再次倍率扩束后，从所述二级扩束分系统射出；其中入射激光与出射激光平行；每个扩束分系统可分别单独使用，对激光光束进行准直扩束；转折镜组模块可以单独使用，实现对光束方向的转折功能；系统整体使用时，完成两级大倍率扩束，实现对激光器输出激光光束发散角的压缩功能。
优选的，还包括安装在箱体组件上入光口和出光口处的入光口工装和出光口工装，所述工装的窗口玻璃上设有十字丝。
优选的，所述一级扩束分系统还包括一级基准套筒结构，所述一级基准套筒结构设置在一级扩束分系统的出光口。
优选的，所述二级扩束分系统还包括二级基准套筒结构，所述二级基准套筒结构设置在二级扩束分系统的出光口。
优选的，所述一级基准套筒结构和二级基准套筒结构相同。
优选的，所述一级扩束分系统和二级扩束分系统的入光口处设有入口工装。
优选的，所述一级基准套筒结构和二级基准套筒结构与入口工装装配处对称设有T型开口。
本发明的有益效果是：本发明在一个系统中，提供宽波段(400nm～1100nm)、组合二级大倍率(50倍)组合扩束分系统，各级分系统可以拆分使用,组合复位定位精度高。拆分/组合激光扩束器光轴位置精度高,有专用配套基准定位组件保证，确保激光沿轴向发射。
附图说明
图1本发明系统光学结构原理示意图。
图2本发明可拆分式三种倍率激光扩束器结构框图。
图3本发明一级扩束分系统使用一级基准套筒结构示意图。
图4本发明基准套筒结构示意图。
图5本发明二级扩束分系统单独使用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，可拆分式激光扩束器工作原理为：系统主要由6片光学镜片组成，镜片M1和镜片M2为第一级扩束，镜片M3和镜片M4作为中继折转单元，镜片M5和镜片M6为第二级扩束。
可拆分式激光扩束器主要由四个模块组成，如图2所示，该扩束器包括：一级扩束分系统、二级扩束分系统、转折镜组和箱体组件；所述一级扩束分系统、二级扩束分系统和转折镜组设置在箱体组件内，激光入射进入一级扩束分系统，经过倍率扩束后，通过转折镜组反射后进入二级扩束分系统，扩束后的激光再次倍率扩束后，从所述二级扩束分系统射出；其中入射激光与出射激光平行；每个扩束分系统可分别单独使用，对激光光束进行准直扩束；转折镜组模块可以单独使用，实现对光束方向的转折功能；系统整体使用时，完成两级大倍率扩束，实现对激光器输出激光光束发散角的压缩功能。激光扩束器系统方案设计为两级离轴反射式扩束器系统，实现大倍率扩束。
可拆分式激光扩束器主要技术指标如下：
a)一级扩束分系统入射孔直径：≥3mm；
b)一级扩束分系统出射孔直径：≥15mm；
c)一级扩束分系统扩束倍率：≥5倍；
d)二级扩束分系统入射孔直径：≥15mm；
e)二级扩束分系统扩束倍率：≥10倍；
可拆分式激光扩束器从使用方式来看有三种工作方式
1)系统整体使用
可拆分式激光扩束器设计时，在箱体入光口、出光口与一级扩束分系统、二级扩束分系统光轴建立了对准基准。使用时，分别在箱体入光口和出光口安装入光口工装、出光口工装。入光口工装、出光口工装分别为刻有十字丝的透明窗口玻璃，十字中心即为光轴中心。确保激光光束对准十字中心入射，光束对准十字中心出射，即可实现激光50倍扩束准直效果。
2)一级扩束分系统单独使用
如图3所示，一级扩束分系统的激光入口处，设计有可方便加长的一级基准套筒结构，如图4所示，套筒一端开有T型开口结构，使套筒连接方便和一级扩束分系统的入光口连接紧固；套筒端面、轴心均与一级扩束分系统入射光轴建立了基准，在一级扩束分系统单独使用时，只需要加装一级基准套筒结构使其延长到激光器出射口的长度，即可确保激光对准一级扩束分系统的光轴。
3)二级扩束分系统单独使用
二级扩束分系统的激光入口处，设计有可方便加长的入口工装，二级基准套筒结构一端开有T型开口结构，使工装连接方便和二级基准套筒结构连接紧固，一端设计有止口；入口工装端面、轴心均与二级扩束分系统入射光轴建立了基准，在二级扩束分系统单独使用时，只需要加装入口工装使其延长到激光器出射口的长度，即可确保激光对准二级扩束分系统的光轴，如图5所示。

Claims (7)

1.可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，该扩束器包括：一级扩束分系统、二级扩束分系统、转折镜组和箱体组件；所述一级扩束分系统、二级扩束分系统和转折镜组设置在箱体组件内，激光入射进入一级扩束分系统，经过倍率扩束后，通过转折镜组反射后进入二级扩束分系统，扩束后的激光再次倍率扩束后，从所述二级扩束分系统射出；其中入射激光与出射激光平行；每个扩束分系统可分别单独使用，对激光光束进行准直扩束；转折镜组模块可以单独使用，实现对光束方向的转折功能；系统整体使用时，完成两级大倍率扩束，实现对激光器输出激光光束发散角的压缩功能。
2.根据权利要求1所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，还包括安装在箱体组件上入光口和出光口处的入光口工装和出光口工装，所述工装的窗口玻璃上设有十字丝。
3.根据权利要求1所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，一级扩束分系统还包括一级基准套筒结构，所述一级基准套筒结构设置在一级扩束分系统的出光口。
4.根据权利要求1所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，所述二级扩束分系统还包括二级基准套筒结构，所述二级基准套筒结构设置在二级扩束分系统的出光口。
5.根据权利要求1所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，所述一级基准套筒结构和二级基准套筒结构相同。
6.根据权利要求1所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，所述一级扩束分系统和二级扩束分系统的入光口处设有入口工装。
7.根据权利要求3、4或6所述的可拆分式三种倍率激光扩束器，其特征在于，所述一级基准套筒结构和二级基准套筒结构与入口工装装配处对称设有T型开口。
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