CN116931282A - 一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，包括沿光线传输方向依次同轴设置用于聚焦光线的固定透镜组，用于实现扩束倍率变化的变倍透镜组、用于补偿变倍透镜组移动的补偿透镜组以及保护窗口片，固定透镜组的光焦度为正，变倍透镜组光焦度为负、补偿透镜组为正，保护窗口片无光焦度。本发明涵盖波段从355nm到1064nm，同时实现紫外‑可见光‑近红外波段范围内激光扩束准直。宽光谱基本包括当前绝大部分激光雷达、激光测距和激光加工系统的工作波段；可以对光束直径不超过5mm的入射激光进行准直，最大变倍比为12倍。满足于当前激光雷达、激光测距、激光加工和激光干涉仪等各个领域的使用。
Description
技术领域
本发明属于激光技术领域，涉及一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统。
背景技术
对于激光雷达系统，比如大气激光雷达系统，为了提高回波信号能量，增大探测高度。通常需要对发射激光光束进行扩束准直，改善激光发散角，实现最佳探测效率。然而，不同的激光雷达系统激光初始光斑和发散角均不同，接收系统的接收视场角也不一样。如果应用定焦型扩束准直系统，则需要根据不同激光雷达系统设计加工不同放大倍率的扩束准直系统，不仅成本有所增高。另一方面，当实际激光雷达工作需要改变激光发散角以实现不同探测高度/距离的探测需求时，也必须更换相应倍率的扩束准直系统。上述情况无法满足当前多套大气激光雷达系统协调工作实现更大范围的探测高度、更多大气要素的探测需求。
同样在激光加工领域，也需要先对出射激光光束进行扩束准直，然后再通过聚焦镜、积分镜等镜头进行光斑聚焦、整形从而实现对待加工的工件切割、熔覆、焊接和表面清洁等处理。一般而言，准直效果越好、激光加工的效果也越好。但是为了取得更好的准直效果，意味着将增大准直后光斑的口径，然后聚焦镜等镜头口径往往有限，同样不同激光器的出射激光初始发散角也不一样，对于不同准直需求，亟需一个可以变倍的扩束准直系统以满足不同激光准直需求。
另外，不同激光雷达系统和不同的激光加工设备，激光的波长也不一样。有时候一套激光雷达系统甚至同时出射几个不同波段的激光。如果激光扩束准直系统只设计对某单一波长进行准直，当需要对不同波长的激光进行准直时。就需要调整改变扩束系统的光学参数甚至重新设计加工扩束准直光学系统。随着多光谱/高光谱和彩色激光雷达的发展，不仅仅需要对于单一波长的激光连续变倍的扩束准直，还需要能同时对多个波段的激光甚至是覆盖紫外—可见光—近红外超连续谱激光进行准直，以探测被测目标的多谱段信息。所以可变倍的激光扩束准直系统还需要具备宽谱段的消色差能力，以满足不同波段激光扩束准直的应用需求。
扩束准直光学系统主要分为开普勒和伽利略结构。开普勒结构存在实焦点，在激光技术应用中一般不采用开普勒结构，以避免聚焦光斑能量密度过高导致镜片损坏。可变倍的伽利略结构根据固定透镜组、变倍透镜组和补偿透镜组光焦度的正负又可以分为“负-正-负”、“负-负-正”和“正-负-正”三种结构，从平移距离、放大倍数和像差矫正综合考虑。本发明采用“正-负-正”的结构。
文献1(激光变焦扩束光学系统设计_单娟)描述了一种激光变焦扩束系统，为伽利略结构，入射光束直径不超过5mm，变焦范围为2X-6X的连续变焦。该激光变焦扩束系统放大倍率过低，不满足当前激光雷达对激光发散角压缩的要求。
文献2(激光变倍准直扩束系统设计_王培芳)描述了一种激光变焦扩束系统，为伽利略结构，入射光束直径为1mm，变焦范围为4X-24X的连续变焦，工作波段为1064nm。该激光变焦扩束系统入射光斑直径过小，不满足当前大部分激光器，尤其是高功率输出光斑尺寸要求，且工作波段为单一波长，无法应用在不同波段的激光雷达系统。
国内专利方面，2017年曲英丽等人公布的专利号CN105093538A专利描述了一种激光变焦扩束系统，为伽利略结构。变焦范围为2X-8X，工作在包括10.6um远红外波段，但不具备同时对多种波段光束进行扩束准直的能力。变倍范围和波长范围都不满足当前激光雷达需求。
发明内容
为了解决当前激光变倍扩束系统变倍范围、工作波段不能同时满足激光加工、激光雷达等相关领域的工作需求，特别是大气激光雷达和多光谱/高光谱激光雷达的需求，本发明提供了一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其入射口径满足当前激光系统出射光斑；变倍范围大，满足不同激光雷达系统对出射激光发散角的需求，并可以随时改变放大倍率；同时在紫外-可见光-近红外宽谱范围内实现色差矫正，从而对不同波段激光同时准直。
为实现上述目的，本发明所采用技术方案如下：
一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，包括沿光线传输方向依次同轴设置用于聚焦光线的固定透镜组，用于实现扩束倍率变化的变倍透镜组、用于补偿变倍透镜组移动的补偿透镜组以及保护窗口片，固定透镜组的光焦度为正，变倍透镜组光焦度为负、补偿透镜组为正，保护窗口片无光焦度。
如上所述的固定透镜组包括沿光线传输方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度依次为正、负和正。
如上所述的变倍透镜组包括沿光线传输方向依次排列的第四透镜和第五透镜，第四透镜和第五透镜的光焦度依次为负和正。
如上所述的补偿透镜组包括沿光线传输方向依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜，第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜的光焦度依次为负、正、负和正。
如上所述的保护窗口片为融石英材质。
如上所述的第一透镜为弯月形正透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为弯月形正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为双凹负透镜，第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为双凹负透镜，第九透镜为双凸正透镜。
如上所述的固定透镜组中各透镜焦距与固定透镜组焦距f固之间的比率满足以下条件：0.8≤|f1/f固|≤1.2，1.2≤|f2/f固|≤1.8，1.2≤|f3/f固|≤1.8，其中f1、f2、f3分别为第一透镜、第二透镜和第三透镜的焦距，f固为固定透镜组的焦距。
如上所述变倍组中各透镜的焦距与变倍组焦距f变之间的比率满足以下条件：0.4≤|f4/f变|≤0.7，1.3≤|f5/f变|≤1.8，其中f4、f5分别为第四透镜和第五透镜的焦距，f变为变倍透镜组的焦距。
如上所述补偿透镜组中各透镜的焦距与焦距f补之间的比率满足以下条件：0.2≤|f6/f补|≤0.4，0.15≤|f7/f补|≤0.3，0.17≤|f8/f补|≤0.3，0.2≤|f9/f补|≤0.35，其中f6、f7、f8分别为第六透镜、第七透镜和第八透镜的焦距，f补为补偿透镜组的焦距。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统涵盖波段从355nm到1064nm，同时实现紫外-可见光-近红外波段范围内激光扩束准直。宽光谱基本包括当前绝大部分激光雷达、激光测距和激光加工系统的工作波段；
本发明一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统可以对光束直径不超过5mm的入射激光进行准直，最大变倍比为12倍。满足于当前激光雷达、激光测距、激光加工和激光干涉仪等各个领域的使用。
本发明一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统所用镜片均采用球面透镜，透镜定心系数合适，有益于批量生产加工。
本发明一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统变倍平移距离小，降低机械结构设计加工难度，有利于采用电机驱动进行变焦。
本发明一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统在工作波段和变倍范围内均方根波前差均小于1/4波长，光学质量良好。
附图说明
图1为本发明实施例1在4倍放大倍率时的剖面示意图。
图2为本发明实施例1在8倍放大倍率时的剖面示意图。
图3为本发明实施例1在12倍放大倍率时的剖面示意图。
图4a为本发明实施例1对应4倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.3624波，RMS＝0.0734波，面：像面，出瞳直径：2.2402E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝-0.0000波。
图4b为本发明实施例1对应4倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.0878波，RMS＝0.0231波，面：像面，出瞳直径：2.2402E01毫米，倾斜移除：X＝-0.0000，Y＝0.0000波。
图4c为本发明实施例1对应4倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.3695波，RMS＝0.0338波，面：像面，出瞳直径：2.2402E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图5a为本发明实施例1对应8倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.2623波，RMS＝0.0407波，面：像面，出瞳直径：4.2742E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图5b为本发明实施例1对应8倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.2444波，RMS＝0.0264波，面：像面，出瞳直径：4.2742E01毫米，倾斜移除：X＝-0.0000，Y＝-0.0000波。
图5c为本发明实施例1对应8倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.0255波，RMS＝0.0062波，面：像面，出瞳直径：4.2742E01毫米，倾斜移除：X＝-0.0000，Y＝-0.0000波。
图6a为本发明实施例1对应12倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.7134波，RMS＝0.1820波，面：像面，出瞳直径：6.1400E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图6b为本发明实施例1对应12倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.5158波，RMS＝0.1317波，面：像面，出瞳直径：6.1400E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图6c为本发明实施例1对应12倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.2623波，RMS＝0.0407波，面：像面，出瞳直径：4.2742E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图7为本发明实施例2在4倍放大倍率时的剖面示意图。
图8为本发明实施例2在8倍放大倍率时的剖面示意图。
图9为本发明实施例2在12倍放大倍率时的剖面示意图。
图10a为本发明实施例2对应4倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.3113波，RMS＝0.0587波，面：像面，出瞳直径：2.2284E01毫米，倾斜移除：X＝-0.0000，Y＝-0.0000波。
图10b为本发明实施例2对应4倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.0418波，RMS＝0.0119波，面：像面，出瞳直径：2.2284E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图10c为本发明实施例2对应4倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.4036波，RMS＝0.0391波，面：像面，出瞳直径：2.2284E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图11a为本发明实施例2对应8倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.2791波，RMS＝0.0448波，面：像面，出瞳直径：4.2642E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图11b为本发明实施例2对应8倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.1782波，RMS＝0.0242波，面：像面，出瞳直径：4.2642E01毫米，倾斜移除：X＝-0.0000，Y＝-0.0000波。
图11c为本发明实施例2对应8倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.3157波，RMS＝0.0275波，面：像面，出瞳直径：4.2642E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图12a为本发明实施例2对应12倍放大倍率时，短波355nm处的波前图，其中，0.3550um在0.0000(度)，波峰到波谷＝1.2051波，RMS＝0.1556波，面：像面，出瞳直径：6.1874E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图12b为本发明实施例2对应12倍放大倍率时，短波532nm处的波前图，其中，0.5320um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.8438波，RMS＝0.1637波，面：像面，出瞳直径：6.1874E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
图12c为本发明实施例2对应12倍放大倍率时，短波1064nm处的波前图，其中，1.0640um在0.0000(度)，波峰到波谷＝0.8763波，RMS＝0.0804波，面：像面，出瞳直径：6.1874E01毫米，倾斜移除：X＝0.0000，Y＝0.0000波。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其不同变倍结构如图1、图2和图3所示。激光入射方向从左到右，依次经过具有焦距f1的第一透镜G1、具有焦距f2的第二透镜G2、具有焦距f3的第三透镜G3、具有焦距f4的第四透镜G4、具有焦距f5的第五透镜G5、具有焦距f6的第六透镜G6、具有焦距f7的第七透镜G7、具有焦距f8的第八透镜G8、具有焦距f9的第九透镜G9和保护窗口片G10。
其中，第一透镜G1、第二透镜G2和第三透镜G3构成固定透镜组，固定透镜组的焦距f固＝35mm，第四透镜G4和第五透镜G5构成变倍透镜组，变倍透镜组的焦距f变＝-15mm，第六透镜G6、第七透镜G7、第八透镜G8和第九透镜G9构成补偿透镜组，补偿透镜组的焦距f补＝375mm。
第一透镜G1为弯月形正透镜、第二透镜G2为双凹负透镜、第三透镜G3为弯月形正透镜，固定透镜组中各透镜焦距与固定透镜组的焦距满足：f1/f固＝0.97，f2/f固＝-1.53，f3/f固＝1.51。
第四透镜G4为双凹负透镜、第五透镜G5为双凸正透镜，变倍透镜组中各透镜焦距与变倍透镜组的焦距满足：f4/f变＝0.505，f5/f补＝-1.77。
第六透镜G6为双凹负透镜、第七透镜G7为双凸正透镜、第八透镜G8为双凹负透镜、第九透镜G9为双凸正透镜。补偿透镜组中各透镜与补偿组的焦距满足：f6/f补＝-0.26，f7/f补＝0.21，f8/f补＝-0.215，f9/f补＝0.28。
实施例1不同放大倍率时固定透镜组与变倍透镜组之间距离D7、变倍透镜组和补偿透镜组之间的距离D11如表1所示。表2为实施例1镜头结构参数。
图1中，沿光路方向，从左至右，
第一透镜G1左右两侧分别为第一左侧透镜面11、第一右侧透镜面12；
第二透镜G2左右两侧分别为第二左侧镜面21、第二右侧透镜面22；
第三透镜G3左右两侧分别为第三左侧透镜面31、第三右侧透镜面32；
第四透镜G4左右两侧分别为第四左侧透镜面41、第四右侧透镜面42；
第五透镜G5左右两侧分别为第五左侧透镜面51、第五右侧透镜面52；
第六透镜G6左右两侧分别为第六左侧透镜面61、第六右侧透镜面62；
第七透镜G7左右两侧分别为第七左侧透镜面71、第七右侧透镜面72；
第八透镜G8左右两侧分别为第八左侧透镜面81、第八右侧透镜面82；
第九透镜G9左右两侧分别为第九左侧透镜面91、第九右侧透镜面92；
保护窗口片G10左右两侧分别为窗片左侧镜面101、窗片右侧镜面102；
上述11、12、21、22、31、32、41、42、51、52、61、62、71、72、81、82、91、92、101、以及102并非附图标记，仅仅说明镜面编号。
如图1所示，为实施例1光学系统在放大倍率为4倍时的光学结构示意图。
如图2所示，为实施例1光学系统在放大倍率为8倍时的光学结构示意图。
如图3所示，为实施例1光学系统在放大倍率为12倍时的光学结构示意图。
如图4a、图4b和图4c所示，为实施例1光学系统在放大倍率4倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
如图5a、图5b和图5c所示，为实施例1光学系统在放大倍率8倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
如图6a、图6b和图6c所示，为实施例1光学系统在放大倍率12倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
在所有放大倍率范围内，整个工作波段的波前图波动的均方根差小于1/4个波长，这表明实施例1在整个放大倍率范围内和整个波段范围内都有非常好的扩束质量。
实施例2：
一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其不同变倍结构如图7、图8和图9所示。激光入射方向从左到右，依次经过具有焦距f1的第一透镜G1、具有焦距f2的第二透镜G2、具有焦距f3的第三透镜G3、具有焦距f4的第四透镜G4、具有焦距f5的第五透镜G5、具有焦距f6的第六透镜G6、具有焦距f7的第七透镜G7、具有焦距f8的第八透镜G8、具有焦距f9的第九透镜G9和保护窗口片G10。
其中，第一透镜G1、第二透镜G2和第三透镜G3构成固定透镜组，固定透镜组的焦距f固＝35mm，第四透镜G4和第五透镜G5构成变倍透镜组，变倍透镜组的焦距f变＝-15mm，第六透镜G6、第七透镜G7、第八透镜G8和第九透镜G9构成补偿透镜组，补偿透镜组的焦距f补＝375mm。
第一透镜G1为弯月形正透镜、第二透镜G2为双凹负透镜、第三透镜G3为弯月形正透镜，固定透镜组中各透镜焦距与固定透镜组的焦距满足：f1/f固＝0.877，f2/f固＝-1.24，f3/f固＝1.44。
第四透镜G4为双凹负透镜、第五透镜G5为双凸正透镜，变倍透镜组中各透镜焦距与变倍透镜组的焦距满足：f4/f变＝0.516，f5/f补＝-1.77。
第六透镜G6为双凹负透镜、第七透镜G7为双凸正透镜、第八透镜G8为双凹负透镜、第九透镜G9为双凸正透镜。补偿透镜组中各透镜与补偿组的焦距满足：f6/f补＝-0.26，f7/f补＝0.185，f8/f补＝-0.178，f9/f补＝0.25。
实施例2不同放大倍率时固定透镜组与变倍透镜组之间间距D7、变倍透镜组和补偿透镜组之间的距离D11如表3所示。表4为实施例1镜头结构参数。
图7中，沿光路方向，从左至右，
第一透镜G1左右两侧分别为第一左侧透镜面11、第一右侧透镜面12；
第二透镜G2左右两侧分别为第二左侧镜面21、第二右侧透镜面22；
第三透镜G3左右两侧分别为第三左侧透镜面31、第三右侧透镜面32；
第四透镜G4左右两侧分别为第四左侧透镜面41、第四右侧透镜面42；
第五透镜G5左右两侧分别为第五左侧透镜面51、第五右侧透镜面52；
第六透镜G6左右两侧分别为第六左侧透镜面61、第六右侧透镜面62；
第七透镜G7左右两侧分别为第七左侧透镜面71、第七右侧透镜面72；
第八透镜G8左右两侧分别为第八左侧透镜面81、第八右侧透镜面82；
第九透镜G9左右两侧分别为第九左侧透镜面91、第九右侧透镜面92；
保护窗口片G10左右两侧分别为窗片左侧镜面101、窗片右侧镜面102；
上述11、12、21、22、31、32、41、42、51、52、61、62、71、72、81、82、91、92、101、以及102并非附图标记，仅仅说明镜面编号。
如图7所示，为实施例2光学系统在放大倍率为4倍时的光学结构示意图。
如图8所示，为实施例2光学系统在放大倍率为8倍时的光学结构示意图。
如图9所示，为实施例2光学系统在放大倍率为12倍时的光学结构示意图。
如图10a、图10b和图10c所示，为实施例2光学系统在放大倍率4倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
如图11a、图11b和图11c所示，为实施例2光学系统在放大倍率8倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
如图12a、图12b和图12c所示，为实施例2光学系统在放大倍率12倍时，依次在短波(355nm)、中间波长(532nm)和长波(1064nm)时的波前图。
表1为实施例1中不同放大倍率时固定透镜组与变倍透镜组之间间距D7以及变倍透镜组和补偿透镜组之间的距离D11表
表2为实施例1镜头结构参数表
表3为实施例2中不同放大倍率时固定透镜组与变倍透镜组之间间距D7以及变倍透镜组和补偿透镜组之间的距离D11表
表4为实施例2镜头结构参数表
需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，包括沿光线传输方向依次同轴设置用于聚焦光线的固定透镜组，用于实现扩束倍率变化的变倍透镜组、用于补偿变倍透镜组移动的补偿透镜组以及保护窗口片，固定透镜组的光焦度为正，变倍透镜组光焦度为负、补偿透镜组为正，保护窗口片无光焦度。
2.根据权利要求1所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的固定透镜组包括沿光线传输方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度依次为正、负和正。
3.根据权利要求2所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的变倍透镜组包括沿光线传输方向依次排列的第四透镜和第五透镜，第四透镜和第五透镜的光焦度依次为负和正。
4.根据权利要求3所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的补偿透镜组包括沿光线传输方向依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜，第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜的光焦度依次为负、正、负和正。
5.根据权利要求4所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的保护窗口片为融石英材质。
6.根据权利要求5所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的第一透镜为弯月形正透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为弯月形正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为双凹负透镜，第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为双凹负透镜，第九透镜为双凸正透镜。
7.根据权利要求6所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述的固定透镜组中各透镜焦距与固定透镜组焦距f固之间的比率满足以下条件：0.8≤|f1/f固|≤1.2，1.2≤|f2/f固|≤1.8，1.2≤|f3/f固|≤1.8，其中f1、f2、f3分别为第一透镜、第二透镜和第三透镜的焦距，f固为固定透镜组的焦距。
8.根据权利要求6所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述变倍组中各透镜的焦距与变倍组焦距f变之间的比率满足以下条件：0.4≤|f4/f变|≤0.7，1.3≤|f5/f变|≤1.8，其中f4、f5分别为第四透镜和第五透镜的焦距，f变为变倍透镜组的焦距。
9.根据权利要求6所述的一种宽光谱激光变倍扩束准直光学系统，其特征在于，所述补偿透镜组中各透镜的焦距与焦距f补之间的比率满足以下条件：0.2≤|f6/f补|≤0.4，0.15≤|f7/f补|≤0.3，0.17≤|f8/f补|≤0.3，0.2≤|f9/f补|≤0.35，其中f6、f7、f8分别为第六透镜、第七透镜和第八透镜的焦距，f补为补偿透镜组的焦距。
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