CN110687687B - 一种激光光斑匀化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光光斑匀化装置，涉及激光整形领域领域，包括第一镜筒，光纤透过第一镜筒传递至第二镜筒内，第一镜筒内部设有两个置物槽，两个置物槽内分别从前往后放置准直透镜和圆形鲍威尔棱镜，第二镜筒内部安装有柱面镜镜筒，柱面镜镜筒的后端设有用于卡接柱面镜的第一凹槽，柱面镜镜筒的后端两侧设有第一旋转调节孔。本发明通过在第一镜筒内部设置准直透镜和圆形鲍威尔棱镜，在第二镜筒内部设置柱面镜，使激光得到匀化变成准直的均匀的一字光斑；并且在柱面镜的后端设置长条鲍威尔棱镜，使得均匀的一字光斑形成均匀的矩形光斑；既可以得到均匀的面形光斑，也可以得到均匀的准直一字光斑，具有多种功能，适用范围广。

Description

一种激光光斑匀化装置
技术领域
本发明涉及激光整形领域技术领域，特别涉及一种激光光斑匀化装置。
背景技术
随着科技的发展，激光已经被广泛应用于医疗领域，利用激光可以进行检测和治疗疾病。在很多医疗和分析设备上需要用到能量分布均匀的光斑，但是激光横截面的光功率分布一般呈高斯分布，即中心功率大，越到边缘功率越小。在现有技术中，有使用透镜进行激光光斑整形的操作，然而激光从LD或光纤发出经透镜整形后光功率分布仍然呈高斯分布，无法应用在能量需要均匀分布的情况，因此需要采用其他方案对光斑进行匀化处理。现有技术中，常用的其他方法是匀化棒、复眼透镜阵列、散射片等，但这些方法分别存在发散角小，价格高，透过率低，匀化效果不佳等缺点。
因此，针对以上现有技术中存在的问题，需要进一步进行改进。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明针对现有技术中的上述问题，为弥补现有技术的不足，本发明提供一种能够合理制造并使用的激光光斑匀化装置。
(2)技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供了这样一种激光光斑匀化装置，包括第一镜筒，第一镜筒安装在第二镜筒的前端，光纤透过所述第一镜筒传递至第二镜筒内，所述第一镜筒内部设有两个置物槽，两个所述置物槽内分别从前往后放置准直透镜和圆形鲍威尔棱镜，所述第二镜筒内部安装有柱面镜镜筒，所述柱面镜镜筒的后端设有用于卡接柱面镜的第一凹槽，所述柱面镜镜筒的后端两侧设有第一旋转调节孔。
优选地，所述第一镜筒和所述第二镜筒之间的安装方式为可拆卸的螺纹相连。
优选地，所述准直透镜为模压非球透镜。
优选地，所述第一镜筒靠近所述光纤的外边缘设有螺纹接口，所述螺纹接口用于与所述光纤的机构相连。
优选地，所述柱面镜镜筒与第二镜筒内侧侧壁间隙配合，所述柱面镜镜筒还通过紧固螺钉穿过第二镜筒上的第一紧固螺纹孔加以固紧。
优选地，所述第二镜筒内侧的柱面镜镜筒后端设有长条鲍威尔镜筒，所述长条鲍威尔镜筒的前端设有用于卡接长条鲍威尔棱镜的第二凹槽，所述长条鲍威尔镜筒的后端两侧设有第二旋转调节孔，所述圆形鲍威尔棱镜与所述长条鲍威尔棱镜两者相互垂直，所述柱面镜的曲面截面平行于所述圆形鲍威尔棱镜的光发散面。
优选地，所述长条鲍威尔镜筒与第二镜筒内侧侧壁间隙配合，所述长条鲍威尔镜筒还通过紧固螺钉穿过第二镜筒上的第二紧固螺纹孔加以固紧。
(3)有益效果
本发明通过将第一镜筒、第二镜筒相互螺旋连接，并在第一镜筒内部设置准直透镜和圆形鲍威尔棱镜，在第二镜筒内部设置柱面镜，使得从光纤发出的激光变成准直的均匀的一字光斑，使得激光能够得到匀化；此外在柱面镜的后端设置长条鲍威尔棱镜，使得均匀的一字光斑形成均匀的矩形光斑；本发明可以根据合理要求变更或调整准直透镜、圆形鲍尔棱镜、柱面镜、长条鲍威尔棱镜的参数来得到不同尺寸的均匀光斑；基于鲍尔棱镜方案，可得到高均匀度光斑，光斑均匀度好可优于于30％，透过率大于95％；此外，本发明具有功能多样性且结构简单，既可以得到均匀的面形光斑，也可以得到均匀的准直一字光斑，具有多种功能，适用范围广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：
图1为本发明激光光斑匀化装置的外部结构示意图；
图2为图1的A-A截面的结构示意图；
图3为图1的B-B截面的结构示意图。
附图标记为：1-光纤，2-准直透镜，3-圆形鲍威尔棱镜，4-柱面镜，5-长条鲍威尔棱镜，6-第一镜筒，61-置物槽，62-螺纹接口，7- 第二镜筒，71-第一紧固螺纹孔，72-第二紧固螺纹孔，8-柱面镜镜筒， 81-第一旋转调节孔，82-第一凹槽，9-长条鲍威尔镜筒，91—第二旋转调节孔，92-第二凹槽。
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。
实施例：
请参阅图1-3所示，本发明所述的一种激光光斑匀化装置，包括第一镜筒6，第一镜筒6安装在第二镜筒7的前端，光纤1透过所述第一镜筒6传递至第二镜筒7内，所述第一镜筒6内部设有两个置物槽61，两个所述置物槽61内分别从前往后放置准直透镜2和圆形鲍威尔棱镜3，所述第二镜筒7内部安装有柱面镜镜筒8，所述柱面镜镜筒8的后端设有用于卡接柱面镜4的第一凹槽82，所述柱面镜镜筒 8的后端两侧设有第一旋转调节孔81。
为了便于第一镜筒6和第二镜筒7之间的拆卸，本发明 还包括所述第一镜筒6和所述第二镜筒7之间的安装方式为可拆卸的螺纹相连；
为了加强在不安装长条鲍威尔棱镜5得到均匀准直的一字光斑，本发明 还包括所述准直透镜2为模压非球透镜；
为了便于发出光纤1的机构和第一镜筒6相连，本发明 还包括所述第一镜筒6靠近所述光纤1的外边缘设有螺纹接口62，所述螺纹接口62用于与所述光纤1的机构相连；
为了便于柱面镜8更好的固定，本发明 还包括所述柱面镜镜筒8与第二镜筒7内侧侧壁间隙配合，所述柱面镜镜筒8还通过紧固螺钉穿过第二镜筒7上的第一紧固螺纹孔71加以固紧；
为了得到均匀的矩形光斑，本发明 还包括所述第二镜筒7内侧的柱面镜镜筒8后端设有长条鲍威尔镜筒9，所述长条鲍威尔镜筒 9的前端设有用于卡接长条鲍威尔棱镜5的第二凹槽92，所述长条鲍威尔镜筒9的后端两侧设有第二旋转调节孔91，所述圆形鲍威尔棱镜 3与所述长条鲍威尔棱镜5两者相互垂直，此时所述柱面镜4的曲面截面平行于所述圆形鲍威尔棱镜3的光发散面；
为了便于长条鲍威尔镜筒更好的安装，本发明 还包括所述长条鲍威尔镜筒9与第二镜筒7内侧侧壁间隙配合，所述长条鲍威尔镜筒9还通过紧固螺钉穿过第二镜筒7上的第二紧固螺纹孔72加以固紧。
本发明的工作原理为：在不添加长条鲍威尔镜筒、直接得到均匀准直的一字光斑的情况：光纤1发出的激光经准直透镜2准直后，其中准直透镜优选模压非球透镜，经过第一镜筒6第二个置物槽内的圆形鲍威尔棱镜3后呈一定角度匀化发散，再经柱面镜4准直后呈现出均匀的一字光斑，其中光斑长度取决于圆形鲍威尔棱镜3和柱面镜4 的参数；在柱面镜后端添加长条鲍威尔镜筒，并通过设定圆形鲍维尔棱镜和长条鲍威尔棱镜的光传播界面相互垂直、柱面镜的曲面截面平行于所述圆形鲍威尔棱镜的光发散面，从而得到均匀的矩形光斑。
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，有关技术领域的普通技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光光斑匀化装置，其特征在于：包括第一镜筒(6)，所述第一镜筒(6)安装在第二镜筒(7)的前端，光纤(1)透过所述第一镜筒(6)传递至第二镜筒(7)内，所述第一镜筒(6)内部设有两个置物槽(61)，两个所述置物槽(61)内分别从前往后放置准直透镜(2)和圆形鲍威尔棱镜(3)，所述第二镜筒(7)内部安装有柱面镜镜筒(8)，所述柱面镜镜筒(8)的后端设有用于卡接柱面镜(4)的第一凹槽(82)，所述柱面镜镜筒(8)的后端两侧设有第一旋转调节孔(81)，所述第二镜筒(7)内侧的柱面镜镜筒(8)后端设有长条鲍威尔镜筒(9)，所述长条鲍威尔镜筒(9)的前端设有用于卡接长条鲍威尔棱镜(5)的第二凹槽(92)，所述长条鲍威尔镜筒(9)的后端两侧设有第二旋转调节孔(91)，所述圆形鲍威尔棱镜(3)与所述长条鲍威尔棱镜(5)两者相互垂直，所述柱面镜(4)的曲面截面平行于所述圆形鲍威尔棱镜(3)的光发散面。
2.根据权利要求1所述的一种激光光斑匀化装置，其特征在于，所述第一镜筒(6)和所述第二镜筒(7)之间的安装方式为可拆卸的螺纹相连。
3.根据权利要求1所述的一种激光光斑匀化装置，其特征在于，所述准直透镜(2)为模压非球透镜。
4.根据权利要求1所述的一种激光光斑匀化装置，其特征在于，所述第一镜筒(6)靠近所述光纤(1)的外边缘设有螺纹接口(62)，所述螺纹接口(62)用于与所述光纤(1)的机构相连。
5.根据权利要求1所述的一种激光光斑匀化装置，其特征在于，所述柱面镜镜筒(8)与第二镜筒(7)内侧侧壁间隙配合，所述柱面镜镜筒(8)还通过紧固螺钉穿过第二镜筒(7)上的第一紧固螺纹孔(71)加以固紧。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种激光光斑匀化装置，其特征在于，所述长条鲍威尔镜筒(9)与第二镜筒(7)内侧侧壁间隙配合，所述长条鲍威尔镜筒(9)还通过紧固螺钉穿过第二镜筒(7)上的第二紧固螺纹孔(72)加以固紧。
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