CN214846081U - 一种高功率激光扩束镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高功率激光扩束镜，包括位于同一光轴上的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，第二透镜和第三透镜为平凸型透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的曲面向光线的入射方向弯曲。本实用新型采用伽利略式结构，避免系统产生的内聚焦点在高能量密度下损伤光学元件，光学系统设计还考虑了衍射极限，给出设计输入光束，防止较大光束通过扩束系统产生多个能量环。通过调节透镜间距来调整激光器出射光束，可使从激光器出射的光束扩大2～12倍。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光扫描技术领域，更具体地，涉及一种高功率激光扩束镜。
背景技术
激光具有极好的单色性、相干性以及方向性，并且有极高的亮度。因此，激光已经广泛地应用于激光扫描、干涉测量、要车应用、远距离照明、投影、激光切割和激光打标等多个领域，大多数的激光加工设备通常都配备了扩束镜，以在聚焦镜头前获得较大的光束。现有技术中的激光扩束镜通过采用更换透镜来实现扩束，使用操作困难，不能调节光束的大小和方向，难以满足激光切割和激光打标的要求。
公告号为CN101750744B的中国发明专利公开了一种激光扩束镜系统，通过设置三个弯月型透镜，其中，第一透镜和第三透镜曲面向着光线的入射方向弯曲，第二透镜曲面背向着光线入射的方向弯曲，且第二透镜为扩束镜，三个透镜位于同一光轴上。上述技术方案通过透镜间距来调节激光器出射光束，但容易产生内聚焦点损伤光学元件，同时弯月型透镜成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种高功率激光扩束镜，可满足现有激光切割和激光打标设备需求。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种高功率激光扩束镜，包括位于同一光轴上的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，第二透镜和第三透镜为平凸型透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的曲面向光线的入射方向弯曲。
进一步地，所述第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d2，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d4，其中，70mm＜d2＜75mm，2mm＜d4＜4mm。
进一步地，所述第一透镜由曲率半径为R1和R2的两个曲面S1和S2构成，所述第一透镜在光轴上的中心厚度为d1，其中6mm＜R1＜9mm，40mm＜R2＜50mm，1.5mm＜d1＜1.8mm。
进一步地，所述第二透镜由曲率半径为R3和R4的两个曲面S3和S4构成，所述第二透镜在光轴上的中心厚度为d3，其中R3＝0，65mm＜R4＜75mm，2mm＜d3＜4mm。
进一步地，所述第三透镜由曲率半径为R5和R6的两个曲面S5和S6构成，所述第三透镜在光轴上的中心厚度为d5，其中R5＝0，110mm＜R6＜130mm，2mm＜d5＜4mm。
进一步地，所述第一透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
进一步地，所述第二透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
进一步地，所述第三透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
进一步地，所述第一透镜上镀有多层反射膜。
进一步地，所述第二透镜和第三透镜上镀有多层反射膜。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用伽利略式结构，避免系统产生的内聚焦点在高能量密度下损伤光学元件，本实用新型还考虑了衍射极限，给出设计输入光束，防止较大光束通过扩束系统产生多个能量环。本实用新型可以通过调节透镜间距来调整激光器射出光束的大小和方向，扩大从激光器出射的光束。
附图说明
图1为一种高功率激光扩束镜的结构示意图；
图2为一种高功率激光扩束镜的光线轨迹示意图；
其中，1为L1为第一透镜，L2为第二透镜，L3为第三透镜。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1和2所示，本实施例提供一种高功率激光扩束镜，包括位于同一光轴上的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中，第一透镜为弯月型透镜，第二透镜和第三透镜为平凸型透镜，透镜的曲面均向着光线的入射方向弯曲，在第一透镜、第二透镜和第三透镜上镀有多层反射膜。激光器射出的光线首先进入第一透镜L1；再由第一透镜L1平行进入第二透镜L2，经过第二透镜L2进行扩束后，最后进入第三透镜L3。
本实施例中第一透镜L1，其分别由曲率半径为R1、R2的两个曲面S1、S2构成，其光轴上的中心厚度d1，材料为Nd1:Vd1。
第二透镜L2，其分别由曲率半径为R3、R4的两个曲面S3、S4构成，其光轴上的中心厚度d3，材料为Nd2:Vd2。
第三透镜L3，其分别由曲率半径为R5、R6的两个曲面S5、S6构成，其光轴上的中心厚度d5，材料为Nd3:Vd3。
第一透镜L1与第二透镜L2在光轴上的间距为d2；第二透镜L2与第三透镜L3在光轴上的间距为d4。
结合以上参数，本实施例设计了一个最佳的扩束镜系统：
| 曲面S | 曲率R(mm) | 面间隔d(mm) | 折射率(Nd) | 阿贝数(Vd) |
| R1 | 6＜R1＜9 | 1.5＜d1＜1.8 | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
| R2 | 40＜R2＜50 | 70＜d2＜75 | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
| R3 | 0 | 2＜d3＜4 | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
| R4 | 65＜R4＜75 | 2＜d4＜4 | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
| R5 | 0 | 2＜d5＜4 | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
| R6 | 110＜R6＜130 | - | 1.4＜Nd＜1.6 | 50＜Vd＜70 |
本实施例中，透镜设置在聚焦管内，扩束镜的外壳采用M3x0.5螺丝固定。在聚焦管表面安装有螺纹，通过转动聚焦管即可实现扩束和准直，各组光学元件相对运动稳定可靠；并通过透镜间距来调节激光器出射光束，可使从激光器出射的光束扩大2～12倍。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高功率激光扩束镜，其特征在于，包括位于同一光轴上的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，第二透镜和第三透镜为平凸型透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的曲面向光线的入射方向弯曲。
2.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d2，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d4，其中，70mm＜d2＜75mm，2mm＜d4＜4mm。
3.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第一透镜由曲率半径为R1和R2的两个曲面S1和S2构成，所述第一透镜在光轴上的中心厚度为d1，其中6mm＜R1＜9mm，40mm＜R2＜50mm，1.5mm＜d1＜1.8mm。
4.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第二透镜由曲率半径为R3和R4的两个曲面S3和S4构成，所述第二透镜在光轴上的中心厚度为d3，其中R3＝0，65mm＜R4＜75mm，2mm＜d3＜4mm。
5.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第三透镜由曲率半径为R5和R6的两个曲面S5和S6构成，所述第三透镜在光轴上的中心厚度为d5，其中R5＝0，110mm＜R6＜130mm，2mm＜d5＜4mm。
6.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第一透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
7.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第二透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
8.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第三透镜的材质为：折射率：1.4＜Nd＜1.6，阿贝数：50＜Vd＜70。
9.根据权利要求1所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第一透镜上镀有多层反射膜。
10.根据权利要求9所述的高功率激光扩束镜，其特征在于，所述第二透镜和第三透镜上镀有多层反射膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121018523.0U CN214846081U (zh) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | 一种高功率激光扩束镜 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
| CN214846081U true CN214846081U (zh) | 2021-11-23 |
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Family Applications (1)
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| CN202121018523.0U Active CN214846081U (zh) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | 一种高功率激光扩束镜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2021
- 2021-05-13 CN CN202121018523.0U patent/CN214846081U/zh active Active
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