CN209784664U - 一种产生环形光束的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种产生环形光束的装置，包括：输入光纤(1)；准直透镜(3)；光束平移元件(6)；耦合透镜(7)；输出光纤(8)；输出透镜(9)。本实用新型的产生环形光束的装置输出的光束具有环形的空间分布，可用于泵浦固体激光器(例如薄片激光器)，也可直接用于加工。本实用新型的产生环形光束的装置具有易于调节的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于激光光束整形领域，具体涉及一种产生环形光束的装置。
背景技术
传统激光加工行业如焊接、熔覆、切割和打标中大多采用实心激光光束。环形激光光束，即中心强度较低的激光束，在医学、生物技术、微电子学、光信息处理和材料科学等领域中应用广泛。近年来发现对于一些特定的加工应用，如激光冲击成形，环形光束也具有一定的优势。
通过对已有的实心光束进行变换可产生环形光束。但现有的技术中将实心光束变换为环形光束时，难以调节环形光束中暗区的相对大小。
实用新型内容
本实用新型提供一种产生环形光束的装置，不需要额外的光束变换元件，可输出环形光束用于泵浦固体激光器(例如薄片激光器)，或直接用于加工。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种产生环形光束的装置，包括：输入光纤(1)；准直透镜(3)；光束平移元件(6)；耦合透镜(7)；输出光纤(8)；输出透镜(9)。
所述的输入光纤(1)发出的光束(2)经过准直透镜(3)准直后，由光束平移元件(6)平移，再由耦合透镜(7)耦合进输出光纤(8)中。所述的输出光纤(8)输出的光束 (2)经过输出透镜(9)准直后成为环形光束，具有环形的光斑。
所述的光束平移元件(6)可以采用一个透明平板使光束平移，也可以采用一对棱镜使光束平移。
所述的光束平移元件(6)采用透明平板时，可以通过调节平板的角度或厚度来改变光束的平移量，从而调节环形光斑中暗区的大小。
所述的光束平移元件(6)采用一对棱镜时，可以通过调节一对棱镜间的距离或棱镜的顶角来改变光束的平移量，从而调节环形光斑中暗区的大小。
可选择地，所述的产生环形光束的装置，包括：输入光纤(1)；准直端帽(4)；端帽支架(5)；耦合透镜(7)；输出光纤(8)；输出透镜(9)。
所述的输入光纤(1)与准直端帽(4)融为一体。
所述的多个准直端帽(4)用多个端帽支架(5)固定，排列成环形。
所述的输入光纤(1)发出的光束(2)经过准直端帽(4)准直后，由耦合透镜(7) 耦合进输出光纤(8)中。所述的输出光纤(8)输出的光束(2)经过输出透镜(9)准直后成为环形光束，具有环形的光斑。
所述的多个端帽支架(5)可以通过调节位置来调节环形光斑中暗区的大小。
本实用新型的优越性：
本实用新型提供一种产生环形光束的装置，可采用光束平移元件(6)来产生环形光束，并且可通过调节光束平移元件(6)来调节环形光束中暗区的相对大小。
可选择地，本实用新型提供一种产生环形光束的装置，采用环形排列的多个准直端赗来产生环形光束，可提供较大的输出功率。
附图说明
图1是本实用新型的一种产生环形光束的装置的采用透明平板作为光束平移元件的结构示意图
图2是本实用新型的一种产生环形光束的装置的采用一对棱镜作为光束平移元件的结构示意图
图3是本实用新型的一种产生环形光束的装置的采用环形排列的结构示意图
图4是实施例1的光线示意图
图5是实施例2的光线示意图
图6是实施例3的光线示意图
图7是实施例4的光线示意图
图8是实施例4的6个输入光纤端帽尺寸示意图
图中：1为输入光纤、2为光束、3为准直透镜、4为准直端帽、5为端帽支架、 6为光束平移元件、7为耦合透镜、8为输出光纤、9为输出透镜
具体实施方式
实施例1
如图1所示，输入光纤(1)芯径为0.06mm，数值孔径为0.12。准直透镜(3) 焦距6mm。
光束平移元件(6)采用厚度为3mm、折射率为1.4507的板。板的法线与光轴间的夹角为40°。
耦合透镜(7)焦距为20mm。输出光纤(8)芯径为0.1mm，数值孔径为0.12。输出透镜(9)焦距20mm。
如图4所示，经过准直透镜(3)准直后的光斑半径为0.724mm。光束平移元件(6)使光束(2)平移0.792mm。
输出透镜(9)输出的光斑半径为1.515mm，中心暗区半径为0.073mm。暗区半径占光斑半径的4.8％。
实施例2
与实施例1的区别在于，光束平移元件(6)采用的板的法线与光轴间的夹角为60°。
如图5所示，经过准直透镜(3)准直后的光斑半径为0.724mm。光束平移元件(6)使光束(2)平移1.482mm。
输出透镜(9)输出的光斑半径为2.211mm，中心暗区半径为0.7623mm。暗区半径占光斑半径的34.5％。
实施例3
与实施例1的区别在于，采用一对棱镜作为光束平移元件。
棱镜顶角为30°，折射率为1.4507。中心光线射出第1个棱镜的点与射入第 2个棱镜的点在x方向上的距离是3mm。
如图6所示，经过准直透镜(3)准直后的光斑半径为0.724mm。光束平移元件(6)使光束(2)平移0.889mm。
输出透镜(9)输出的光斑半径为1.612mm，中心暗区半径为0.169mm。暗区半径占光斑半径的10.5％。
实施例4
与实施例2的区别在于，不采用准直透镜而是采用准直端帽(4)对光束(2)进行准直。准直端帽(4)焦距为6mm。不采用光束平移元件，而是采用端帽支架(5) 固定端帽(4)使端帽(4)中心距光轴1.482mm。
如图7所示，经过准直端帽(4)准直后的光斑半径为0.724mm。
输出透镜(9)输出的光斑半径为2.211mm，中心暗区半径为0.7623mm。暗区半径占光斑半径的34.5％。
如图8所示，对于这种尺寸，输入光纤(1)的个数可以增加到多达6个，提供更大的功率。
Claims (9)
1.一种产生环形光束的装置，其特征在于，该装置包括：输入光纤(1)；准直透镜(3)；光束平移元件(6)；耦合透镜(7)；输出光纤(8)；输出透镜(9)，所述的输入光纤(1)发出的光束(2)经过准直透镜(3)准直后，由光束平移元件(6)平移，再由耦合透镜(7)耦合进输出光纤(8)中，输出光纤(8)输出的光束(2)经过输出透镜(9)准直后成为环形光束，具有环形的光斑。
2.根据权利要求1所述的产生环形光束的装置，其特征在于，光束平移元件(6)采用一个透明平板使光束平移。
3.根据权利要求1所述的产生环形光束的装置，其特征在于，光束平移元件(6)采用一对棱镜使光束平移。
4.根据权利要求2所述的产生环形光束的装置，其特征在于，光束平移元件(6)采用透明平板时，通过调节平板的角度或厚度来改变光束的平移量，从而调节环形光斑中暗区的大小。
5.根据权利要求3所述的产生环形光束的装置，其特征在于，光束平移元件(6)采用一对棱镜时，通过调节一对棱镜间的距离或棱镜的顶角来改变光束的平移量，从而调节环形光斑中暗区的大小。
6.一种产生环形光束的装置，其特征在于，该装置包括：输入光纤(1)；准直端帽(4)；端帽支架(5)；耦合透镜(7)；输出光纤(8)；输出透镜(9)，输入光纤(1) 发出的光束(2)经过准直端帽(4)准直后，由耦合透镜(7)耦合进输出光纤(8)中，所述的输出光纤(8)输出的光束(2)经过输出透镜(9)准直后成为环形光束，具有环形的光斑。
7.根据权利要求6所述的产生环形光束的装置，其特征在于，输入光纤(1)与准直端帽(4)融为一体。
8.根据权利要求6所述的产生环形光束的装置，其特征在于，准直端帽(4)具有多个，多个准直端帽(4)分别用多个端帽支架(5)固定，排列成环形。
9.根据权利要求8所述的产生环形光束的装置，其特征在于，多个端帽支架(5)可以通过调节位置来调节环形光斑中暗区的大小。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920195135.6U CN209784664U (zh) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | 一种产生环形光束的装置 |
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| CN (1) | CN209784664U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110609391A (zh) * | 2019-02-14 | 2019-12-24 | 北京热刺激光技术有限责任公司 | 一种产生环形光束的装置 |
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2019
- 2019-02-14 CN CN201920195135.6U patent/CN209784664U/zh active Active
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