CN210181310U - 一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，包括特种光纤、球透镜、准直透镜和鲍威尔棱镜；所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；所述球透镜与所述准直透镜之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜将所述准直透镜的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。该光学系统可产生圆形和线形的光斑；圆形和线形的光斑均匀性高；圆形和线形光斑可切换；光学系统使用的波长范围广；可以同时产生多个波长混合的线形均匀光斑。

Description

一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统

技术领域

本实用新型属于光学设备技术领域，具体涉及一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统。

背景技术

利用高能量激光束来激发微量荧光物质产生荧光，让肉眼难以识别的物质发光发亮从而易于发现，这一原理可以用来寻找和发现刑侦和法医现场的生物物证。在刑侦技侦领域的物证搜索过程中，高匀亮激光光斑对精斑、尿液斑、唾液斑、血斑、毛发、骨骼牙齿碎片以及爆炸物粉末等物质具有极高的灵敏度和超强的发现功能，同时还对枪击残留物、纤维及潜在油脂手印、指纹等具有发现的功能。因此，高匀亮激光物证搜索技术将明显提高犯罪现场勘查取证的能力和效率。但是为了提高生物检材激发荧光的强度以及对比度，对输出激光光斑的均匀性和光斑的形状的要求越来越高。如对精斑、尿液斑、唾液斑、血斑以及油脂指纹等物证进行搜索，需要采用圆形均匀激光光斑；而对于地面足迹或者毛发等物证进行搜索，需要采用线状扁平均匀光斑。而目前单波长或者多波长激光物证搜索光源只能产生圆形均匀光斑；宽幅足迹搜索光源只能产生线状扁平光斑。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，可以产生圆形和线形的光斑，圆形和线形的光斑均匀性高，圆形和线形光斑可切换，可以同时产生多个波长混合的均匀线形光斑。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，包括特种光纤、球透镜、准直透镜和鲍威尔棱镜；所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；所述球透镜与所述准直透镜之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜将所述准直透镜的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。

较优地，所述特种光纤的芯径为200μm～800μm，数值孔径为0.2～0.5。

较优地，所述球透镜为K9等玻璃材料，直径为2mm～5mm，焦距为1.0mm～4.0mm。

较优地，所述准直透镜为K9等玻璃材料，直径为4mm～6mm，焦距为8.0mm～14.0mm。

较优地，所述鲍威尔棱镜为N-SF6等高折射率的玻璃材料，折射率1.8，直径为8.9mm，扇角为40°～70°。

本实用新型的有益效果为：

1、激光经过特种光纤和球透镜组成的光学系统后，形成发散角18°～24°、均匀性≥90％的圆形光斑。

2、激光经过整个光学系统后形成线形光束，一个方向的发散角为5°～9°，而另一个方向的发散角为40°～70°，线形光斑均匀性≥85％。

3、光学系统中的特种光纤、球透镜、准直透镜、鲍威尔棱镜是可切换的，分别用于形成圆形光斑和线形光斑。

该光学系统可产生圆形和线形的光斑；圆形和线形的光斑均匀性高；圆形和线形光斑可切换；光学系统使用的波长范围广；可以同时产生多个波长混合的线形均匀光斑。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-特种光纤，2-球透镜，3-准直透镜，4-鲍威尔棱镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，包括特种光纤1、球透镜2、准直透镜3和鲍威尔棱镜4；特种光纤1的出光口位于所述球透镜2的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；球透镜2与准直透镜3之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜4将所述准直透镜3的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。

实施例1

特种光纤1的芯径为800μm，数值孔径为0.5；

球透镜2为K9材料，直径为3mm，焦距为2.2mm；

准直透镜3为K9材料，直径为5mm，焦距为10mm，与球透镜2之间的距离为2.5mm；

鲍威尔棱镜4为N-SF6材料，折射率为1.8，直径为8.9mm，扇角为45°。

经该光学系统形成的圆形光斑均匀性≥90％，线形光斑均匀性≥85％。

实施例2

特种光纤1的芯径为600μm，数值孔径为0.5；

球透镜2为K9材料，直径为3mm，焦距为2.2mm；

准直透镜3为K9材料，直径为6mm，焦距为12mm，与球透镜2之间的距离为3mm；

鲍威尔棱镜4为N-SF6材料，折射率为1.8，直径为8.9mm，扇角为60°。

经该光学系统形成的圆形光斑均匀性≥90％，线形光斑均匀性≥85％。

实施例3

特种光纤1的芯径为800μm，数值孔径为0.5；

球透镜2为K9材料，直径为4mm，焦距为2.9mm；

准直透镜3为K9材料，直径为6mm，焦距为12mm，与球透镜2之间的距离为3mm；

鲍威尔棱镜4为N-SF6材料，折射率为1.8，直径为8.9mm，扇角为60°。

经该光学系统形成的圆形光斑均匀性≥90％，线形光斑均匀性≥85％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，其特征在于：包括特种光纤(1)、球透镜(2)、准直透镜(3)和鲍威尔棱镜(4)；所述特种光纤(1)的出光口位于所述球透镜(2)的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；所述球透镜(2)与所述准直透镜(3)之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜(4)将所述准直透镜(3)的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述特种光纤(1)的芯径为200μm～800μm，数值孔径为0.2～0.5。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述球透镜(2)为K9等玻璃材料，直径为2mm～5mm，焦距为1.0mm～4.0mm。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述准直透镜(3)为K9等玻璃材料，直径为4mm～6mm，焦距为8.0mm～14.0mm。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述鲍威尔棱镜(4)为N-SF6等高折射率的玻璃材料，折射率1.8，直径为8.9mm，扇角为40°～70°。

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