CN220341678U - 一种延长激光器瑞利长度的光学装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种延长激光器瑞利长度的光学装置，包括激光模组和稳定模组；稳定模组包括依次设置的平凹柱面镜、平凸柱面镜、凹凸集束镜以及聚焦镜；平凹柱面镜与激光模组相对设置；本实用新型将第一激光模组和第二激光模组产生的光束通过7R‑4平凹柱面镜和8R19平凸柱面镜后，X方向被扩束，光束宽度变为4.4×4.4mm，发散角2×1mrad；若此时把光束聚焦，发散角约8°，瑞利长度约1mm，光束的切割能力较差；光束通过凹凸集束镜后，光束宽度变为2.2×2.2mm，发散角5×2mrad；光束通过10聚焦镜聚焦，发散角约4°，瑞利长度约4mm，通过减少光束发散角来增加瑞利长度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学装置技术领域，具体涉及一种延长激光器瑞利长度的光学装置。
背景技术
激光器是一种能够产生高强度、单色、相干光的装置，广泛应用于科研、医疗、通信、材料加工等领域。激光器的性能和应用受到其瑞利长度(Rayleigh length)的限制；
现有技术中一般采用激光束展宽系统、光学共轭系统、自适应光学技术、多光束合成技术；上述方案的结构复杂，实现难度高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种延长激光器瑞利长度的光学装置；由于光参量乘积BPP(Beam-parameter product)是用来衡量激光光束质量的关键参数；BPP＝ω0×θω0为束腰半径，θ为远场发散角；对于一个确定的激光器，BPP是一个定值，即ω0与θ成反比；
瑞利长度是指光束沿着其行进方向，从其腰部到其面积为腰部面积两倍的截面的距离；瑞利长度越长，则光束在切割较厚材料时，光斑面积变化较小，能量密度变化也更小，在光斑覆盖范围内，功率密度更稳定；瑞利长度zR＝πω02/入，故可通过减少光束发散角来增加瑞利长度。
本实用新型延长激光器瑞利长度的光学装置是通过以下技术方案来实现的：包括激光模组和稳定模组；
稳定模组包括依次设置的平凹柱面镜、平凸柱面镜、凹凸集束镜以及聚焦镜；
平凹柱面镜与激光模组相对设置。
作为优选的技术方案，平凹柱面镜的型号采用R-4；平凸柱面镜的型号采用R-19。
作为优选的技术方案，平凹柱面镜两侧分别设置有第一镜面和第二凹镜面；平凸柱面镜两侧分别设置有第三镜面和第四凸镜面；
凹凸集束镜两侧分别设置有第五凸镜面和第六凹镜面；聚焦镜两侧分别设置有第七凸镜面和第八镜面；
第二凹镜面与第三镜面相对设置；第四凸镜面与第五凸镜面相对设置；第六凹镜面与第七凸镜面相对设置。
作为优选的技术方案，激光模组包括第一激光模组和第二激光模组；
第一激光模组和第二激光模组之间设置有偏振分光片；偏振分光片与平凹柱面镜相对设置。
作为优选的技术方案，第一激光模组包括第一激光二极管和第一非球面准直透镜；第二激光模组包括第二激光二极管和第二非球面准直透镜；
偏振分光片两侧分别设置有第九镜面和第十镜面；第一非球面准直透镜与第九镜面呈45度设置；第二非球面准直透镜与第十镜面呈45度设置；偏振分光片与第一镜面呈45度设置。
作为优选的技术方案，第二激光二极管上设置有半波片；半波片与第二非球面准直透镜相对设置。
本实用新型的有益效果是：将第一激光模组和第二激光模组产生的光束通过7R-4平凹柱面镜和8R19平凸柱面镜后，X方向被扩束，光束宽度变为4.4×4.4mm，发散角2×1mrad；若此时把光束聚焦，发散角约8°，瑞利长度约1mm，光束的切割能力较差；光束通过凹凸集束镜后，光束宽度变为2.2×2.2mm，发散角5×2mrad；光束通过10聚焦镜聚焦，发散角约4°，瑞利长度约4mm，通过减少光束发散角来增加瑞利长度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型延长激光器瑞利长度的光学装置的示意图一；
图2为激光模组的示意图；
图3为稳定模组的示意图；
图4为本实用新型延长激光器瑞利长度的光学装置的示意图二；
图5为本实用新型延长激光器瑞利长度的光学装置的示意图三。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
如图1一图5所示，本实用新型的一种延长激光器瑞利长度的光学装置，包括激光模组1000和稳定模组2000；
稳定模组2000包括依次设置的平凹柱面镜7、平凸柱面镜8、凹凸集束镜9以及聚焦镜10；
平凹柱面镜7与激光模组1000相对设置。
本实施例中，平凹柱面镜7的型号采用R-4；平凸柱面镜8的型号采用R-19。
本实施例中，平凹柱面镜7两侧分别设置有第一镜面100和第二凹镜面101；平凸柱面镜8两侧分别设置有第三镜面102和第四凸镜面103；
凹凸集束镜9两侧分别设置有第五凸镜面104和第六凹镜面105；聚焦镜10两侧分别设置有第七凸镜面106和第八镜面107；
第二凹镜面101与第三镜面102相对设置；第四凸镜面103与第五凸镜面104相对设置；第六凹镜面105与第七凸镜面106相对设置。
本实施例中，激光模组1000包括第一激光模组1001和第二激光模组1002；
第一激光模组1001和第二激光模组1002之间设置有偏振分光片6；偏振分光片6与平凹柱面镜7相对设置。
本实施例中，第一激光模组1001包括第一激光二极管1和第一非球面准直透镜2；第二激光模组1002包括第二激光二极管3和第二非球面准直透镜5；
偏振分光片6两侧分别设置有第九镜面108和第十镜面109；第一非球面准直透镜2与第九镜面108呈45度设置；第二非球面准直透镜5与第十镜面109呈45度设置；偏振分光片6与第一镜面100呈45度设置。
本实施例中，第二激光二极管3上设置有半波片4；半波片4与第二非球面准直透镜5相对设置。
本实施例中，第一激光二极管和第二激光二极管的光束经过第一准直透镜和第二准直透镜后；出射光束宽度约0.9×4.4mm发散角10×1mrad；
第一激光二极管出射光束为P偏振光，可透过偏振分光片；第二激光二极管射光束为P偏振光，经过半波片后变成S偏振光，被偏振分光片反射，两束激光由此合成一束。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：包括激光模组(1000)和稳定模组(2000)；
稳定模组(2000)包括依次设置的平凹柱面镜(7)、平凸柱面镜(8)、凹凸集束镜(9)以及聚焦镜(10)；
平凹柱面镜(7)与激光模组(1000)相对设置。
2.根据权利要求1所述的延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：平凹柱面镜(7)的型号采用R-4；平凸柱面镜(8)的型号采用R-19。
3.根据权利要求1所述的延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：平凹柱面镜(7)两侧分别设置有第一镜面(100)和第二凹镜面(101)；平凸柱面镜(8)两侧分别设置有第三镜面(102)和第四凸镜面(103)；
凹凸集束镜(9)两侧分别设置有第五凸镜面(104)和第六凹镜面(105)；聚焦镜(10)两侧分别设置有第七凸镜面(106)和第八镜面(107)；
第二凹镜面(101)与第三镜面(102)相对设置；第四凸镜面(103)与第五凸镜面(104)相对设置；第六凹镜面(105)与第七凸镜面(106)相对设置。
4.根据权利要求1所述的延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：激光模组(1000)包括第一激光模组(1001)和第二激光模组(1002)；
第一激光模组(1001)和第二激光模组(1002)之间设置有偏振分光片(6)；偏振分光片(6)与平凹柱面镜(7)相对设置。
5.根据权利要求4所述的延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：第一激光模组(1001)包括第一激光二极管(1)和第一非球面准直透镜(2)；第二激光模组(1002)包括第二激光二极管(3)和第二非球面准直透镜(5)；
偏振分光片(6)两侧分别设置有第九镜面(108)和第十镜面(109)；第一非球面准直透镜(2)与第九镜面(108)呈45度设置；第二非球面准直透镜(5)与第十镜面(109)45度设置；偏振分光片(6)与第一镜面(100)呈45度设置。
6.根据权利要求4所述的延长激光器瑞利长度的光学装置，其特征在于：第二激光二极管(3)上设置有半波片(4)；半波片(4)与第二非球面准直透镜(5)相对设置。
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