CN114706211B - 一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其仅通过平移一个光学元件，即可改变光束传输方向，操作简单，利于工程化，成本低。其包括：激光器；胶合棱镜，其包括分光面、反射面；第一楔形镜，其包括平面入射面、带有内凹楔角的楔形出射面；第二楔形镜，其包括外凸楔角的楔形入射面、平面出射面；以及梯形棱镜，其包括第一腰边反射面、第二腰边反射面；所述激光器的输出光束后方顺次设置有所述胶合棱镜、第一楔形镜、第二楔形镜、梯形棱镜，所述输出光束朝向分光面设置，所述分光面将输出光束分光形成反射光束、透射光束，所述透射光束朝向所述第一楔形镜的平面入射面的下部区域入射。

Description

一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置

技术领域

本发明涉及激光的技术领域，具体为一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置。

背景技术

现有光束传输方向调节装置，均需旋转光学元件，其对于调节精度要求高。由于需要设置旋转部件，进而使得整个装置的结构相对复杂，为此，急需找到一种相对简单的光束传输方向调节装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其仅通过平移一个光学元件，即可改变光束传输方向，操作简单，利于工程化，成本低。

一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其特征在于，其包括：

激光器；

胶合棱镜，其包括分光面、反射面；

第一楔形镜，其包括平面入射面、带有内凹楔角的楔形出射面；

第二楔形镜，其包括外凸楔角的楔形入射面、平面出射面；

以及梯形棱镜，其包括第一腰边反射面、第二腰边反射面；

所述激光器的输出光束后方顺次设置有所述胶合棱镜、第一楔形镜、第二楔形镜、梯形棱镜，所述输出光束朝向分光面设置，所述分光面将输出光束分光形成反射光束、透射光束，所述透射光束朝向所述第一楔形镜的平面入射面的下部区域入射，所述反射光束朝向所述反射面射出、且通过反射面形成第二反射光束，所述第二反射光束朝向所述平面入射面的上部区域入射，所述第一楔形镜将透射光束、第二反射光束形成两束扩散的光束后输出，两束扩散的光束分别射入所述楔形入射面的对应位置、并通过平面出射面形成两束具有间隔的平行光束，其中一束平行光束朝向第一腰边反射面布置，另一束平行光束朝向第二腰边反射面布置，所述梯形棱镜将两束平行光束反射后形成朝向相反的两束出射光束；

所述第一楔形镜和梯形棱镜之间的空间内设置第二楔形镜；

所述第二楔形镜连接有直线驱动装置，所述直线驱动装置驱动第二楔形镜沿着第一楔形镜和梯形棱镜之间的直线区域移动；

所述梯形棱镜的底边和顶边分别垂直于两束平行光束布置；

所述楔形出射面和所述楔形入射面的楔角相同；

极限位置下所述楔形入射面和楔形出射面配对形成平面结构，此状态下，所述第一楔形镜、第二楔形镜拼合形成平行平板结构，透射光束、第二反射光束通过平行平板结构后直接通过所述梯形棱镜的底边和顶边后输出两条平行光束。

其进一步特征在于：

所述分光面和反射面和对应光束的成角均为45°；

所述楔形出射面和所述楔形入射面的楔角均为15°；

所述第一腰边反射面、第二腰边反射面和对应的平行光束的成角均为15°。

采用本发明的结构后，将激光器、胶合棱镜、第一楔形镜、第二楔形镜以及梯形棱镜均置于壳体内，且第二楔形镜连接有直线驱动装置，直线驱动装置驱动第二楔形镜沿着第一楔形镜和梯形棱镜之间的直线区域移动，通过移动第二楔形镜的位置，使得两束平行光束对应于各自腰边反射面的位置点发生移动，进而使得出射光束的位置发生变化，且由于楔形出射面和楔形入射面的楔角相同；极限位置下楔形入射面和楔形出射面配对形成平面结构，此状态下，第一楔形镜、第二楔形镜拼合形成平行平板结构，透射光束、第二反射光束通过平行平板结构后直接通过梯形棱镜的底边和顶边后输出两条平行光束，其仅通过平移一个光学元件，即可改变光束传输方向，操作简单，利于工程化，成本低。

附图说明

图1为本发明的具体实施例的两束相反出射光束的出射示意简图；

图2为本发明的具体实施例的两束平行出射光束的出射示意简图；

图中序号所对应的名称如下：

激光器1、胶合棱镜2、第一楔形镜3、第二楔形镜4、梯形棱镜5、直线驱动装置6、壳体7、出光槽71、出光孔72。

具体实施方式

一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，见图1和图2，其包括：

激光器1；

胶合棱镜2，其包括分光面、反射面；

第一楔形镜3，其包括平面入射面、带有内凹楔角的楔形出射面；

第二楔形镜4，其包括外凸楔角的楔形入射面、平面出射面；

以及梯形棱镜5，其包括第一腰边反射面、第二腰边反射面；

激光器1的输出光束后方顺次设置有胶合棱镜2、第一楔形镜3、第二楔形镜4、梯形棱镜5，输出光束朝向分光面设置，分光面将输出光束分光形成反射光束、透射光束，透射光束朝向第一楔形镜3的平面入射面的下部区域入射，反射光束朝向反射面射出、且通过反射面形成第二反射光束，第二反射光束朝向平面入射面的上部区域入射，第一楔形镜3将透射光束、第二反射光束形成两束扩散的光束后输出，两束扩散的光束分别射入楔形入射面的对应位置、并通过平面出射面形成两束具有间隔的平行光束，其中一束平行光束朝向第一腰边反射面布置，另一束平行光束朝向第二腰边反射面布置，梯形棱镜5将两束平行光束反射后形成朝向相反的两束出射光束；

第一楔形镜3和梯形棱镜5之间的空间内设置第二楔形镜4；

第二楔形镜4连接有直线驱动装置6，直线驱动装置6驱动第二楔形镜4沿着第一楔形镜3和梯形棱镜5之间的直线区域移动，具体实施时，直线驱动装置6为伺服电机或气缸。

梯形棱镜5的底边和顶边分别垂直于两束平行光束布置；

楔形出射面和楔形入射面的楔角相同；

极限位置下楔形入射面和楔形出射面配对形成平面结构，此状态下，第一楔形镜3、第二楔形镜4拼合形成平行平板结构，透射光束、第二反射光束通过平行平板结构后直接通过梯形棱镜的底边和顶边后输出两条平行光束。

具体实施时，分光面和反射面和对应光束的成角均为45°；

楔形出射面和楔形入射面的楔角均为15°；

第一腰边反射面、第二腰边反射面和对应的平行光束的成角均为15°。

具体实施例中，其还包括壳体7，壳体7对应于第一腰边反射面、第二腰边反射面的出射位置设置有对应的出光槽71、并盖装有玻璃，壳体的对应于腰形棱镜5的底边的位置设置有出光孔72，出光孔72上盖装有玻璃；激光器1的波长为532nm；激光器1出射光束为平行光束，光束直径φ为2mm。

其工作原理如下，激光器1出射光束为平行光束a，入射至胶合棱镜2，经AB界面透射，再经楔形镜3透射，为光束c，再经楔形镜4透射，再经梯形棱镜GH界面反射；激光器1出射光束为平行光束，入射至胶合棱镜2，经AB界面反射，再经CD界面反射，再经楔形镜3透射，为光束b，再经楔形镜4透射，再经梯形棱镜EF界面反射，如图1；

当平移楔形镜4，与楔形镜3贴合时，楔形镜3和楔形镜4组合为平行平板。激光器1出射光束为平行光束a，入射至胶合棱镜2，经AB界面透射，为光束c；激光器1出射光束为平行光束a，入射至胶合棱镜2，经AB界面反射，再经CD界面反射，为光束b。光束b和光束c再经梯形棱镜5透射，以平行光束出射。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其特征在于，其包括：

激光器；

胶合棱镜，其包括分光面、反射面；

第一楔形镜，其包括平面入射面、带有内凹楔角的楔形出射面；

第二楔形镜，其包括外凸楔角的楔形入射面、平面出射面；

以及梯形棱镜，其包括第一腰边反射面、第二腰边反射面；

所述激光器的输出光束后方顺次设置有所述胶合棱镜、第一楔形镜、第二楔形镜、梯形棱镜，所述输出光束朝向分光面设置，所述分光面将输出光束分光形成反射光束、透射光束，所述透射光束朝向所述第一楔形镜的平面入射面的下部区域入射，所述反射光束朝向所述反射面射出、且通过反射面形成第二反射光束，所述第二反射光束朝向所述平面入射面的上部区域入射，所述第一楔形镜将透射光束、第二反射光束形成两束扩散的光束后输出，两束扩散的光束分别射入所述楔形入射面的对应位置、并通过平面出射面形成两束具有间隔的平行光束，其中一束平行光束朝向第一腰边反射面布置，另一束平行光束朝向第二腰边反射面布置，所述梯形棱镜将两束平行光束反射后形成朝向相反的两束出射光束；

所述第一楔形镜和梯形棱镜之间的空间内设置第二楔形镜；

所述第二楔形镜连接有直线驱动装置，所述直线驱动装置驱动第二楔形镜沿着第一楔形镜和梯形棱镜之间的直线区域移动；

所述梯形棱镜的底边和顶边分别垂直于两束平行光束布置；

所述楔形出射面和所述楔形入射面的楔角相同；

极限位置下所述楔形入射面和楔形出射面配对形成平面结构，此状态下，所述第一楔形镜、第二楔形镜拼合形成平行平板结构，透射光束、第二反射光束通过平行平板结构后直接通过所述梯形棱镜的底边和顶边后输出两条平行光束。

2.如权利要求1所述的一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其特征在于：所述分光面和反射面和对应光束的成角均为45°。

3.如权利要求1所述的一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置，其特征在于：所述楔形出射面和所述楔形入射面的楔角均为15°。

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