CN111900608A - 一种小扇角激光线光源模组 - Google Patents

一种小扇角激光线光源模组 Download PDF

Info

Publication number
CN111900608A
CN111900608A CN202010747685.1A CN202010747685A CN111900608A CN 111900608 A CN111900608 A CN 111900608A CN 202010747685 A CN202010747685 A CN 202010747685A CN 111900608 A CN111900608 A CN 111900608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
laser
cylindrical lens
laser line
source module
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.)
Pending
Application number
CN202010747685.1A
Other languages
English (en)
Inventor
孙国文
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.)
Qingdao Lasence Photoelectric Technology Co ltd
Original Assignee
Qingdao Lasence Photoelectric Technology Co ltd
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 Qingdao Lasence Photoelectric Technology Co ltd filed Critical Qingdao Lasence Photoelectric Technology Co ltd
Priority to CN202010747685.1A priority Critical patent/CN111900608A/zh
Publication of CN111900608A publication Critical patent/CN111900608A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • 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
    • G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
    • 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
    • G02B27/0966—Cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/101—Lasers provided with means to change the location from which, or the direction in which, laser radiation is emitted

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种小扇角激光线光源模组。包括泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜，所述泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜依次设置，所述泵浦源发射的光依次经过波长转化、压缩、扩束、准直形成小扇角的激光线条。本发明通过泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜特定位置顺序的设置，能够达到节约成本的目的；且能保证激光线光线清晰、无杂散光。

Description

一种小扇角激光线光源模组
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种小扇角激光线光源模组。
背景技术
激光投线仪广泛用于建筑工程之中，它兼备了原有的水准仪、经纬仪划线的功能。它以激光线条将工作准线精确的投射于工作对象上,使施工过程更方便、更省时。随着技术的不断发展，激光投线仪的应用领域也不断被拓展，这对激光投线仪本身的性能也提出了更高的要求。
目前市场上获得小扇角(小于30°)激光投线仪的主要方法有：
1.激光光源用透镜组扩束准直后，再与小扇角的鲍威尔棱镜匹配，以获得小扇角。小扇角的鲍威尔棱镜本身较昂贵，故这种方法成本较高。
2、激光光源用透镜组扩束准直后，与柱面镜配合，并用光阑遮挡，获取线光源的一部分，从而实现小扇角。这种方法容易在激光线条的边缘形成衍射条纹，导致激光线条不清晰、有杂散光。
3、激光光源用透镜组扩束准直后，与波浪镜配合，并用光阑遮挡，获取光源的一部分，从而实现小扇角。同样存在线边缘衍射、导致杂散光的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小扇角激光光源模组。解决了现有技术中光源模组成本高、激光线条不清晰有杂散光的问题。
为解决上述技术问题，现提出如下技术方案：
一种小扇角激光线光源模组，包括泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜，所述泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜依次设置，所述泵浦源发射的光依次经过波长转化、压缩、扩束、准直射出小扇角激光线条。
基于上述泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜特定位置顺序的设置，先通过柱透镜对光进行压缩，以满足形成小扇角光线，再过扩束镜和准直镜射出；区别于现有技术，本发明是先经过柱透镜再通过扩束镜和准直镜，通过这样特殊位置的设置，只需要用便宜易得的柱透镜就能实现现有技术中需要昂贵小扇角鲍威尔棱镜达到的效果，达到了降低生产成本的目的。且对比与现有技术中通过光阑遮挡射出的激光线，本申请射出的激光线具有光线清晰、无杂散光的优点。
工作原理：泵浦源发射出特定波长的光射入激光工作物质内，该特定波长的光在激光工作物质内部发生受激辐射，产生其他波长的光 (受激辐射产生的光的波长由于能量损失等一般不与泵浦源发射出的光波长相同)。通过激光工作物质发出的光射入柱透镜，光通过柱透镜形成小扇角光，后再通过扩束镜扩束，准直镜准直后射出。
其中激光工作物质是一种能提供一定的原子能级系统的物质，可以发生受激辐射，使激光器在需要的光波长范围内形成粒子数反转分布。
该激光工作物质由于其原子能级系统一定，故能产生数量有限的几个特定波长。对于该波长的的转换对于本领域技术人员来说是已知的，这里就不再详细描述。
进一步的，所述激光工作物质的前端面位于柱透镜的前焦点上，柱透镜的后焦点落在扩束镜的前焦点上，扩束镜的后焦点落在准直镜的前焦点上。
通过严格控制浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜的距离，在满足形成小扇角激光线的前提下，能够达到节约设备的目的，使光源模组的体积减小。
进一步的，所述泵浦源与激光工作物质之间设置有耦合透镜。
其中耦合透镜能够聚焦泵浦源射出的光，提高了射入激光工作物质中的光的能量密度，达到提高出光功率的目的。高出光功率使射出的激光线能量更高。
进一步的，所述耦合透镜至少包括一个耦合透镜。
进一步的，所述柱透镜的长度为0.1mm-10mm。
其中柱透镜的长度决定了经过柱透镜后的光射在扩束镜上的光斑大小。设置柱透镜的长度为0.1mm-10mm，既能保证完全接收激光工作物质射出的光，同时也保证了安装方便。
进一步的，所述柱透镜的长度为1mm-2mm。
进一步的，所述柱透镜的直径为0.1mm-5.0mm。
柱透镜的直径决定了激光线的扇角大小，设置直径在0.1mm-5.0mm，对应扇角大小30°-0.05°。
进一步的，所述柱透镜为半圆柱形柱透镜。
进一步的，所述泵浦源为激光二极管。
采用本技术方案，带来的有益效果为：
1、本发明通过泵浦源、激光工作物质、柱透镜、扩束镜和准直镜特定位置顺序的设置，能够达到节约成本的目的；且能保证激光线光线清晰、无杂散光。
2、柱透镜有圆柱形柱透镜和半圆柱形柱透镜，相同直径的圆柱形柱透镜和半圆形柱透镜，通过半圆柱形柱透镜后的光具有更小的线扇角；同时使用半圆柱形柱透镜也具有降低设备体积的优点。
3、本发明结构简单，制造简单，利于大规模批量生产；且材料都便宜易得，生产成本低。
4、本发明具有区别于现有技术的特殊位置设置，且采用不同于现有技术的方式和材料；使射出的激光线不仅能量高，而且还具有光线清晰、无杂散光的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述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他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的光路图；
图3为本发明的另一光路图；
附图中：1、泵浦源，2、激光工作物质，3、柱透镜，4、扩束镜， 5、准直镜，6、驱动电路。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
一种小扇角激光线光源模组，包括泵浦源1、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5，所述泵浦源1、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5依次设置，所述泵浦源1发射的光依次经过波长转化、压缩、扩束、准直射出小扇角激光线条。
基于上述泵浦源1、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5特定位置顺序的设置，先通过柱透镜3对光进行压缩，以满足形成小扇角光线，再过扩束镜4和准直镜5射出；区别于现有技术，本发明是先经过柱透镜3再通过扩束镜4和准直镜5，通过这样特殊位置的设置，只需要用便宜易得的柱透镜3就能实现现有技术中需要昂贵小扇角鲍威尔棱镜达到的效果，达到了降低生产成本的目的。且对比与现有技术中通过光阑遮挡射出的激光线，本申请射出的激光线具有光线清晰、无杂散光的优点。
工作原理：泵浦源1发射出特定波长的光射入激光工作物质2内，该特定波长的光在激光工作物质2内部发生受激辐射，产生其他波长的光(受激辐射产生的光的波长由于能量损失等一般不与泵浦源1发射出的光波长相同)。通过激光工作物质2发出的光射入柱透镜3，光通过柱透镜3形成小扇角光，后再通过扩束镜4扩束，准直镜5准直后射出。
其中激光工作物质2是一种能提供一定的原子能级系统的物质，可以发生受激辐射，使激光器在需要的光波长范围内形成粒子数反转分布。
该激光工作物质2由于其原子能级系统一定，故能产生数量有限的几个特定波长。对于该波长的的转换对于本领域技术人员来说是已知的，这里就不再详细描述。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步的，所述激光工作物质2的前端面位于柱透镜3的前焦点上，柱透镜3的后焦点落在扩束镜4的前焦点上，扩束镜4的后焦点落在准直镜5的前焦点上。
通过严格控制浦源、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5的距离，在满足形成小扇角激光线的前提下，能够达到节约设备的目的，使光源模组的体积减小。
进一步的，所述泵浦源1与激光工作物质2之间设置有耦合透镜。
其中耦合透镜能够聚焦泵浦源1射出的光，提高了射入激光工作物质2中的光的能量密度，达到提高出光功率的目的。高出光功率使射出的激光线能量更高。
进一步的，所述耦合透镜至少包括一个耦合透镜。
进一步的，所述柱透镜3的长度为0.1mm-10mm。
其中柱透镜3的长度决定了经过柱透镜3后的光射在扩束镜4上的光斑大小。设置柱透镜3的长度为0.1mm-10mm，既能保证完全接收激光工作物质2射出的光，同时也保证了安装方便。
进一步的，所述柱透镜3的长度为1mm-2mm。
进一步的，所述柱透镜3的直径为0.1mm-5.0mm。
柱透镜3的直径决定了激光线的扇角大小，设置直径在 0.1mm-5.0mm，对应扇角大小30°-0.05°。
进一步的，所述柱透镜3为半圆柱形柱透镜3。如图2为半圆柱形柱透镜3的光路图，图3为圆柱形柱透镜的光路图；使用半圆柱形柱透镜3能更好的获得小扇角激光线。
进一步的，所述泵浦源1为激光二极管。
实施例3
一种小扇角激光线光源模组，包括泵浦源1、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5，所述泵浦源1、激光工作物质2、柱透镜3、扩束镜4和准直镜5依次设置，所述泵浦源1发射的光依次经过波长转化、压缩、扩束、准直射出小扇角激光线条。
其中泵浦源1可接驱动电路6，驱动电路6将电压转化为泵浦源 1所需电压；驱动电路6是现有技术，这里就不详细描述。但本发明不仅限于驱动电路6供电，也可采用其他方式供电，该供电方式对于本领域技术人员来说是公知的。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：包括泵浦源(1)、激光工作物质(2)、柱透镜(3)、扩束镜(4)和准直镜(5)，所述泵浦源(1)、激光工作物质(2)、柱透镜(3)、扩束镜(4)和准直镜(5)依次设置，所述泵浦源(1)发射的光依次经过波长转化、压缩、扩束、准直射出小扇角的激光线条。
2.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述激光工作物质(2)的前端面位于柱透镜(3)的前焦点上，柱透镜(3)的后焦点落在扩束镜(4)的前焦点上，扩束镜(4)的后焦点落在准直镜(5)的前焦点上。
3.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述泵浦源(1)与激光工作物质(2)之间设置有耦合透镜。
4.如权利要求3所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述耦合透镜至少包括一个耦合透镜。
5.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述柱透镜(3)的长度为0.1mm-10mm。
6.如权利要求5所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述柱透镜(3)的长度为1mm-2mm。
7.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述柱透镜(3)的直径为0.1mm-5.0mm。
8.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述柱透镜(3)为半圆柱形柱透镜(3)。
9.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述泵浦源(1)为激光二极管。
10.如权利要求1所述的一种小扇角激光线光源模组，其特征在于：所述泵浦源(1)连接有驱动电路(6)。
CN202010747685.1A 2020-07-30 2020-07-30 一种小扇角激光线光源模组 Pending CN111900608A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010747685.1A CN111900608A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 一种小扇角激光线光源模组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010747685.1A CN111900608A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 一种小扇角激光线光源模组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111900608A true CN111900608A (zh) 2020-11-06

Family

ID=73183458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010747685.1A Pending CN111900608A (zh) 2020-07-30 2020-07-30 一种小扇角激光线光源模组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111900608A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203674550U (zh) * 2013-12-30 2014-06-25 青岛镭创光电技术有限公司 激光器及线状激光器
CN105024267A (zh) * 2015-08-01 2015-11-04 西南技术物理研究所 一字线激光生成系统
CN105785394A (zh) * 2016-05-31 2016-07-20 山东船舶技术研究院 一种线激光非扫描汽车防撞雷达
CN206960793U (zh) * 2017-08-09 2018-02-02 杭州非白三维科技有限公司 一种产生多线优质激光的光学系统
CN207925889U (zh) * 2018-03-22 2018-09-28 青岛镭创光电技术有限公司 激光模组及激光装置
CN211013007U (zh) * 2019-12-30 2020-07-14 深圳深浦电气有限公司 一种线反射式激光传感器
CN211126436U (zh) * 2019-11-04 2020-07-28 陕西硕维光电科技有限公司 二维测量激光器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203674550U (zh) * 2013-12-30 2014-06-25 青岛镭创光电技术有限公司 激光器及线状激光器
CN105024267A (zh) * 2015-08-01 2015-11-04 西南技术物理研究所 一字线激光生成系统
CN105785394A (zh) * 2016-05-31 2016-07-20 山东船舶技术研究院 一种线激光非扫描汽车防撞雷达
CN206960793U (zh) * 2017-08-09 2018-02-02 杭州非白三维科技有限公司 一种产生多线优质激光的光学系统
CN207925889U (zh) * 2018-03-22 2018-09-28 青岛镭创光电技术有限公司 激光模组及激光装置
CN211126436U (zh) * 2019-11-04 2020-07-28 陕西硕维光电科技有限公司 二维测量激光器
CN211013007U (zh) * 2019-12-30 2020-07-14 深圳深浦电气有限公司 一种线反射式激光传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102709797B (zh) 一种中红外级联脉冲光纤激光器
CN103176226A (zh) 用于对半导体激光光束整形的匀光异形透镜、匀光激光光源及光学系统
CN1741328A (zh) 二极管泵浦激光器
CN102566235B (zh) 光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机
CN102494299A (zh) 半导体激光照明光源
CN108666862B (zh) 一种红外双波长可调谐自光参量振荡器
CN105182545B (zh) 激光装置
CN204966954U (zh) 一种大功率光纤耦合激光器
CN204088871U (zh) 一种分层排布被动散热二极管激光光谱合成光学装置
CN203012245U (zh) 一种激光二极管阵列的光束耦合聚焦装置
CN106154422A (zh) 一种隔离式的光纤偏振控制器
CN111900608A (zh) 一种小扇角激光线光源模组
CN203101668U (zh) 用于对半导体激光光束整形的匀光透镜、匀光激光光源及光学系统
CN112394606B (zh) 一种光源装置及投影系统
CN110137791A (zh) 一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器
CN104124606A (zh) 一种激光器放大结构
CN102299464A (zh) 微片固体激光器
CN108512027B (zh) 用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置
CN203455547U (zh) 一种光纤激光器的多路合并耦合系统
CN107167928B (zh) 光斑形状转换装置及系统
CN102360125A (zh) 一种激光平行光管
CN105119138A (zh) 一种大功率光纤耦合激光器
CN107561818A (zh) 一种基于透射光栅倾斜波前的太赫兹脉冲产生装置及方法
CN207663191U (zh) 一种基于透射光栅倾斜波前的太赫兹脉冲产生装置
CN103746282A (zh) 激光器

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201106

RJ01 Rejection of invention patent application after publication