CN204178041U - 可变倍率扩束镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可变倍率扩束镜头，用于1030-1070nm波段飞秒激光的外光路的前端扩束部分，其包括依次排列的平凸透镜、第一负弯月透镜、第二负弯月透镜以及双凸透镜，所述平凸透镜与第一负弯月透镜之间的距离以及第一负弯月透镜与双凸透镜之间的距离不变，所述第二负弯月透镜位于第一负弯月透镜以及双凸透镜之间，且可左右移动，所述平凸透镜的通光口径为9.3mm，所述第一负弯月透镜的通光口径为2.8mm，所述第二负弯月透镜的通光口径为6.0mm，所述双凸透镜的通光孔径为34mm，通过移动第二负弯月透镜在第一负弯月透镜以及双凸透镜之间的距离，实现不同倍率的扩束效果。
Description
技术领域
本实用新型属于激光扩束的领域，具体涉及一种可变倍率扩束镜头。
背景技术
通常应用在激光光学系统中的准直扩束系统的扩束比是固定的，实际上是一个倒置的望远系统。当理想高斯光束经过焦距为f的薄透镜变换时，是不可能将高斯光束转换成平面波的。当光束束腰位于透物镜方焦平面时，像高斯光束的方向性不但与透镜焦距的大小有关，而且也与入射光束束腰大小有关。入射光束束腰愈小，则高斯光束的方向性愈好。因此，如果预先用一个短焦距透镜将高斯光束聚焦，以获得极小腰斑，然后再用一个长焦距透镜来改善其方向性，就可以得到很好的准直效果。
一个给定的望远系统对高斯光束的准直倍率不仅与望远系统本身的结构参数有关，而且还与高斯光束的结构参数以及腰斑与副镜的距离有关。当入射高斯一定时，准直倍率也就取决于望远系统结构参数，而这一结构参数也基本上是固定不变的，对需要不同扩束倍率的系统需要专门定制。
实用新型内容
为了克服以上的技术不足，本实用新型提供一种可变倍率扩束镜头，用于1030-1070nm波段飞秒激光的外光路的前端扩束部分。
本实用新型提供一种可变倍率扩束镜头，其包括依次排列的平凸透镜、第一负弯月透镜、第二负弯月透镜以及双凸透镜，所述平凸透镜与第一负弯月透镜之间的距离以及第一负弯月透镜与双凸透镜之间的距离不变，所述第二负弯月透镜位于第一负弯月透镜以及双凸透镜之间，且可左右移动，所述平凸透镜的通光口径为9.3mm，所述第一负弯月透镜的通光口径为2.8mm，所述第二负弯月透镜的通光口径为6.0mm，所述双凸透镜的通光孔径为34mm。
所述平凸透镜、第一负弯月透镜、第二负弯月透镜以及双凸透镜镀有1030nm-1070nm波段增透膜。
所述平凸透镜的左曲率半径为17.841mm，右曲率半径为230.919mm。
所述第一负弯月透镜的左曲率半径为18.821mm，右曲率半径为3.092mm。
所述第二负弯月透镜的左曲率半径为23.238mm，右曲率半径为10mm。
所述双凸透镜的左曲率半径为156.583mm，右曲率半径为163.367mm。
实用新型的有益效果是：通过移动第二负弯月透镜在第一负弯月透镜以及双凸透镜之间的距离，实现不同倍率的扩束效果。
附图说明
图1是本实用新型2倍扩束时的光路图。
图2是本实用新型2。5倍扩束时的光路图。
图3是本实用新型3倍扩束时的光路图。
图4是本实用新型3.5倍扩束时的光路图。
图5是本实用新型4倍扩束时的光路图。
图6是本实用新型各倍扩束时的光路参数表格。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型设计了一种可连续变倍的无焦准直扩束镜，用于飞秒激光光路系统中，通过对激光光束不同倍率的扩束，以改变聚焦镜头的工作NA值，找出最佳的聚焦参数。
该镜头用于1030-1070mm波段飞秒激光的外光路的前端扩束部分，激光出口光束宽度在1.7mm左右，光路系统对光束宽度要求在5mm-6mm，需要扩束范围在2-4倍之间。在设计扩束镜头的结构时，需要考虑尽量减小能量损耗，本实用新型中使用的各个镜片，均做中心波长为1064nm的介质膜镀膜处理，对整体结构进行像差优化，以使光束光程差最小保证飞秒激光的脉冲不会展宽。
本实用新型提供一种可变倍率扩束镜头，其包括依次排列的平凸透镜1、第一负弯月透镜2、第二负弯月透镜3以及双凸透镜4，所述平凸透镜1与第一负弯月透镜2之间的距离以及第一负弯月透镜3与双凸透镜4之间的距离不变，所述第二负弯月透镜3位于第一负弯月透镜2以及双凸透镜4之间，且可左右移动，所述平凸透镜1的通光口径为9.3mm，所述第一负弯月透镜2的通光口径为2.8mm，所述第二负弯月透镜3的通光口径为6.0mm，所述双凸透镜4的通光孔径为34mm。而且平凸透镜1、第一负弯月透镜2、第二负弯月透镜3以及双凸透镜4的材料均为H-K9L常用无色玻璃。
所述平凸透镜1的左曲率半径为17.841mm，右曲率半径为230.919mm，所述第一负弯月透镜2的左曲率半径为18.821mm，右曲率半径为3.092mm，所述第二负弯月透镜3的左曲率半径为23.238mm，右曲率半径为10mm，所述双凸透镜4的左曲率半径为156.583mm，右曲率半径为163.367mm。
所述平凸透镜1、第一负弯月透镜2、第二负弯月透镜3以及双凸透镜4镀有1030nm-1070nm波段增透膜，该增透膜的单面透过率＞99%，该光学系统整体透过率＞90%。
本实用新型通过第二负弯月透镜的镜片位置移动实现不同倍率的扩束，可分别实现2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍五组放大倍率，各倍率下镜头的光学结构如图1-图5所示，各倍率下光学结构详细参数与图6所示。
实施例不应视为对本实用新型的限制，任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可变倍率扩束镜头，其特征在于：其包括依次排列的平凸透镜、第一负弯月透镜、第二负弯月透镜以及双凸透镜，所述平凸透镜与第一负弯月透镜之间的距离以及第一负弯月透镜与双凸透镜之间的距离不变，所述第二负弯月透镜位于第一负弯月透镜以及双凸透镜之间，且可左右移动，所述平凸透镜的通光口径为9.3mm，所述第一负弯月透镜的通光口径为2.8mm，所述第二负弯月透镜的通光口径为6.0mm，所述双凸透镜的通光孔径为34mm。
2.根据权利要求1所述的可变倍率扩束镜头，其特征在于，所述平凸透镜、第一负弯月透镜、第二负弯月透镜以及双凸透镜镀有1030nm-1070nm波段增透膜。
3.根据权利要求 1或2 所述的可变倍率扩束镜头，其特征在于，所述平凸透镜的左曲率半径为17.841mm，右曲率半径为230.919mm。
4.根据权利要求1或2所述的可变倍率扩束镜头，其特征在于，所述第一负弯月透镜的左曲率半径为18.821mm，右曲率半径为3.092mm。
5.根据权利要求1或2所述的可变倍率扩束镜头，其特征在于，所述第二负弯月透镜的左曲率半径为23.238mm，右曲率半径为10mm。
6.根据权利要求 1或2所述的可变倍率扩束镜头，其特征在于，所述双凸透镜的左曲率半径为156.583mm，右曲率半径为163.367mm。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107976794A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-05-01 | 苏州大学 | 一种可变光片厚度和长度的光片照明显微镜的照明系统 |
| CN110989138A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种大视场宽光谱无焦光学系统 |
| CN111069768A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-28 | 深圳先进技术研究院 | 一种发动机连杆裂解槽加工系统 |
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