CN210803879U - 一种片状贝塞尔光束产生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光加工技术领域，公开了一种片状贝塞尔光束产生装置，轴棱锥横截面为椭圆型，顶角角度α从180度到10度之间；轴棱锥的光线输出端设置有透镜，透镜的光线输出端设置有聚焦物镜，轴棱锥为正轴棱锥或负轴棱锥。轴棱锥为正轴棱锥时，干涉区域为贝塞尔光束，横截面为椭圆；由于椭圆的长轴与短轴的差异，干涉区域为细长的片状光束，聚焦后的光束为片状贝塞尔光束；轴棱锥为负轴棱锥时，产生空心椭圆光束，聚焦后在焦点上能够产生细长的片状贝塞尔光束。本实用新型通过椭圆形轴棱锥能够提供更深的焦深，更远的无衍射传输距离，产生片状贝塞尔光束，可广泛应用于激光切割、荧光成像等等领域。
Description
技术领域
本实用新型属于激光加工技术领域，尤其涉及一种片状贝塞尔光束产生装置。
背景技术
贝塞尔光束概念自1987年由美国Rochester大学的J.Durnin提出已在过去的几十年里得到国内外科学领域专家广泛研究。贝塞尔光束最具吸引力的特征就是它的无衍射性和自恢复自重建特性。特殊的光束特性使得贝塞尔光束在众多领域中展现出比高斯光束所不具有的特性。
产生贝塞尔光束的方法主要有：环缝透镜法、轴棱锥法、全息法、法珀腔法、光纤端面角锥法。其中轴棱锥法因产生效率较高、器件装卸较为灵活简单等优势而应用最为广泛。轴棱锥产生无衍射光束的传输距离与轴棱锥的底角成反比，与入射光斑半径成正比，在科研和工业领域广泛应用。
传统轴棱锥为圆形横截面，相应的焦点为圆对称的针状贝塞尔光束，针对高效切割和高速荧光成像领域，不仅需要细长的激光焦点，更需要片状的激光焦点，来增加切割效率或者成像速度。为此，我们对传统轴棱锥进行改进，采用椭圆形横截面的轴棱锥来实现片状贝塞尔光束。
综上所述，现有技术存在的问题是：
传统轴棱锥无法产生片状贝塞尔光束，影响了切割效率和成像速度。
实用新型内容
针对新的技术需求，本实用新型提供了一种片状贝塞尔光束产生装置。
本实用新型是这样实现的，一种片状长贝塞尔光束产生装置设置有：
轴棱锥；
所述轴棱锥横截面为椭圆型；
所述轴棱锥顶角角度α从180度到10度之间；
所述轴棱锥的光线输出端设置有透镜，透镜的光线输出端设置有聚焦物镜。
进一步，所述轴棱锥为正轴棱锥或负轴棱锥；
本实用新型的轴棱锥为椭圆横截面，相应的焦点为非圆对称的片状贝塞尔光束。椭圆的长轴和短轴的比例可以改变片状光束的横截面尺寸(即光斑大小)。椭圆轴棱锥可以为凸(正)轴棱锥，也可以为凹(负)轴棱锥。椭圆轴棱锥可以为单梯度轴棱锥，也可以为多梯度轴棱锥。多梯度轴棱锥能够进一步增加焦点长度。
综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：
本实用新型设置有椭圆形轴棱锥，作为传统轴棱锥的改进，能够提供更深的焦深，更小的无衍射光束畸变，更远的无衍射传输距离等，可广泛应用于众多领域。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的椭圆正轴棱锥的剖面结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的椭圆负轴棱锥的剖面结构示意图。
图3是本实用新型实施例提供的椭圆形轴棱锥在传统4f系统中的应用结构示意图；
图中：1、椭圆形轴棱锥；2、透镜；3、聚焦物镜。
图4是本实用新型实施例提供的变顶角的椭圆正轴棱锥的示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
本实用新型实施例提供的片状长贝塞尔光束产生装置设置有轴棱锥；
轴棱锥横截面为椭圆型；轴棱锥顶角角度α从180度到10度之间；轴棱锥顶角可以突出(正锥镜)，顶角也可以凹进(负锥镜)；
光束通过所述装置左端射入，光束将被椭圆形正轴棱锥进行聚焦，干涉区域为贝塞尔光束，横截面为椭圆；由于椭圆的长轴与短轴的差异，干涉区域为细长的片状光束，通过聚焦后的光束为片状贝塞尔光束。
光束通过所述装置左端射入，光束将被椭圆形负轴棱锥发散，产生空心椭圆光束，通过普通聚焦镜进行聚焦，在焦点上能够产生细长的片状贝塞尔光束。
椭圆轴棱锥的顶角可以为一个固定值，也可以为多个固定值；当为多个固定值时，棱锥为多台阶，片状贝塞尔光束的焦点更长。
如图1、图2和图4所示，用传统光学材料，如石英玻璃、K9玻璃、蓝宝石晶体、GaF晶体等光学材料，用金刚石车窗车铣如图1、图2和图4所示的椭圆轴棱锥。正锥镜直接垂直插入光路，其焦点便是片状贝塞尔光束。
实施例：如图3所示，激光光束椭圆形轴棱锥1后端射入透镜2进行准直，在通过聚焦物镜3聚焦在样品表面或透明材料内部。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种片状贝塞尔光束产生装置，其特征在于，所述片状贝塞尔光束产生装置设置有：
轴棱锥；
所述轴棱锥横截面为椭圆型；
所述轴棱锥顶角角度α从180度到10度之间；
所述轴棱锥的光线输出端设置有透镜，透镜的光线输出端设置有聚焦物镜。
2.如权利要求1所述的片状贝塞尔光束产生装置，其特征在于，所述轴棱锥为正轴棱锥或负轴棱锥。
3.如权利要求1所述的片状贝塞尔光束产生装置，其特征在于，所述轴棱锥为单梯度轴棱锥或多梯度轴棱锥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921685265.4U CN210803879U (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种片状贝塞尔光束产生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921685265.4U CN210803879U (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种片状贝塞尔光束产生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210803879U true CN210803879U (zh) | 2020-06-19 |
Family
ID=71232026
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921685265.4U Active CN210803879U (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种片状贝塞尔光束产生装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN210803879U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112496528A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-16 | 深圳市韵腾激光科技有限公司 | 光路组件、激光切割头及激光切割设备 |
| CN113828912A (zh) * | 2021-08-29 | 2021-12-24 | 深圳市鼎鑫盛光学科技有限公司 | 一种可以调节焦深和光斑大小的贝塞尔玻璃切割镜头 |
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2019
- 2019-10-10 CN CN201921685265.4U patent/CN210803879U/zh active Active
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