CN220983649U - 高斯光束的匀化扩束处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高斯光束的匀化扩束处理装置，该匀化扩束处理装置包括光分散组件、透射结构体和分束单元，光分散组件包括匀光积分结构体和散光结构体，匀光积分结构体为具有腔体的中空结构体，匀光积分结构体包括沿第一方向相对的进光口和出光口，匀光积分结构体朝向腔体的内表面涂设有满足高朗伯特性的漫反射层，散光结构体在腔体内与进光口相邻设置，透射结构体为设置于出光口的二维结构体，以封闭出光口。本申请能够对高斯光束进行扩束处理以及两级匀化处理，且第二级匀化装置能够为第一级匀化装置提供保障，通过对出光口尺寸的调整，本装置能够提供不同尺寸的均匀光束来满足不同的需求。

Description

高斯光束的匀化扩束处理装置

技术领域

本申请属于光学技术领域，尤其涉及一种高斯光束的匀化扩束处理装置。

背景技术

在激光应用领域，常需要使用光强分布均匀的激光，特殊需求下，需要大面积的光强分布均匀的激光，激光光束为高斯光束，光斑中间能量强，周围能量弱，在激光应用时，需要对光束进行匀化。由于激光的光斑一般较小，在使用激光对6寸、8寸或更大样品进行检测时，除需要对激光光束进行匀化外，还需要同时对激光光束进行扩束处理。

相关技术中，过往的高斯光束处理装置在对激光光束进行反射式处理时，部分光线未经充分的匀化调和便会直接从出光口穿出，光线从进光口传播至出光口的过程中未经足够次数的反射来调和光束能量的分布，使得匀光后的光斑均匀性较差，难以提供稳定的均匀光束来满足实际的应用需求。

实用新型内容

本申请实施例提供一种高斯光束的匀化扩束处理装置，能够解决目前的光束处理装置难以提供稳定的均匀光束来满足实际的应用需求的技术问题。

本申请实施例提供一种高斯光束的匀化扩束处理装置，包括：反射匀光组件和透射匀光组件，反射匀光组件包括匀光积分结构体和散光结构体，所述匀光积分结构体为具有腔体的中空结构体，所述匀光积分结构体包括沿第一方向相对的进光口和出光口，所述匀光积分结构体朝向所述腔体的内表面涂设有满足高朗伯特性的漫反射层，所述散光结构体在所述腔体内与所述进光口相邻设置；透射匀光组件包括至少一个透射结构体，所述透射结构体沿所述第一方向层叠于所述出光口形成的二维结构面；所述散光结构体径向尺寸沿所述第一方向呈减缩趋势，且具有预设扩束比K，所述出光口的面积D3与所述预设扩束比K具有预设映射关系。

在一些实施例中，匀化扩束处理装置还包括分束单元，分束单元层叠设置于所述透射结构体，所述分束单元包括测试部和至少一个对照部，所述测试部的面积D1和所述对照部的面积D2均可调节，所述散光结构体为锥形结构体，所述锥形结构体具有光滑的外表面，以使激光器发射的高斯光束在接触所述锥形结构体时发散扩束。

在一些实施例中，所述锥形结构体具有沿所述第一方向相对的第一端和第二端，所述第一端朝向所述透射结构体，所述第一端的面积D4和所述第二端的面积D5的比值对应所述预设扩束比K，所述D5的取值范围满足：0≤D5≤0.5D4，所述锥形结构体为圆锥体、圆台体及棱锥体中的一种。

在一些实施例中，所述匀光积分结构体的所述腔体设于所述透射结构体的光路上游；所述腔体和所述透射结构体构成第一匀光部和第二匀光部，并分别对扩束后的所述高斯光束进行一级匀化和二级匀化。

在一些实施例中，在所述匀光积分结构体的三维空间范围内，所述中空结构体的内周面与垂直于所述第一方向的第一截平面具有交线；所述交线为光滑封闭的弧线，并具有曲率中心，所述曲率中心沿所述第一方向与所述高斯光束的光源中心共线。

在一些实施例中，所述匀光积分结构体为曲型壳体，所述曲型壳体对应一个球状结构体，所述曲型壳体由所述球状结构体经第二截平面截削而成，所述第二截平面与所述第一截平面平行设置。

在一些实施例中，所述对照部沿所述测试部的周向设于所述测试部的外侧；经所述二级匀化后的光线穿过所述测试部和所述对照部后对应分为测试光束和对照光束，并分别沿第一路径和第二路径传播至收集单元，所述第一路径经过待测样品。

在一些实施例中，匀化扩束处理装置还包括沿所述第一方向间隔排列的设备固定板；所述分束单元还包括样本固定板；所述透射结构体为匀光片，并夹设于所述设备固定板和所述样本固定板之间。

在一些实施例中，所述匀光积分结构体具有固定沿，并通过所述固定沿限位安装于所述设备固定板；所述设备固定板上开设有第一透光口，所述第一透光口与所述匀光积分结构体的所述出光口对应；所述测试部和所述对照部分别为开设于所述样本固定板上的第二透光口和第三透光口。

在一些实施例中，所述第一透光口、所述第二透光口和所述第三透光口位于所述匀光片沿所述第一方向的投影范围内，所述设备固定板为承重平台。

本申请实施例提供的高斯光束的匀化扩束处理装置，使用散光结构体来对高斯光束进行扩束处理，使得光线多角度地扩散并传播至匀光积分结构体的腔体内壁进行多次漫反射匀化处理，并从出光口穿过透射结构体进行二次匀化处理，另外，散光结构体能够避免高斯光束直接从出光口穿出，通过调整散光结构体径向尺寸沿第一方向减缩的幅度，能够改变高斯光束在接触散光结构体时的反射角度，进而改变反射光束与匀光积分结构体的腔体内壁接触的角度，通过调整散光结构体的预设扩束比，能够使得高斯光束在匀光积分结构体的腔体内部进行足够次数的漫反射，以得到能量足够均匀的理想均匀光束，从而提供稳定的均匀光束来满足实际的应用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例的匀化扩束处理装置的爆炸图；

图2为图1所示匀化扩束处理装置中匀光积分结构体和散光结构体的一种布置示意图。

附图标记：匀光积分结构体1；散光结构体2；透射结构体3；分束单元4；设备固定板5；样本定位装置6；固定沿7；待测样品8；第一透光口a；第二透光口b；第三透光口c；

第一方向X1；第二方向X2。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在通常情形下，激光谐振腔发出的基模辐射场，其横截面的振幅分布遵守高斯函数，故称高斯光束，所以激光器发射的激光称为高斯光束，激光由于其高单色性、高方向性、高亮度和高相干性等优于传统光源的特点，在工业加工、医疗、国防、科研等各个领域发挥着越来越重要的作用。随着激光在各个领域的应用越发深入，对于激光性能的要求也越来越高。

正常的激光是具有能量分布呈高斯分布的特点，中间能量高四周能量低，这就使得在某些应用中，这种能量分布的不均匀性会限制其的使用。比如激光焊接中，高斯光产生的焊缝是不均匀的，太阳能电池划片中，高斯光会损伤材料基底，生物实验中，高斯光过强的中心能量会杀死中心区域的细胞等。因此，随着激光应用进程的发展，衍生出了将激光转化为平行光束的需求，平行光束具有光强空间分布均匀的特点，平行光束能消除高斯光束在上述等应用中所带来的不利影响。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种高斯光束的匀化扩束处理装置，通过对激光器发射的高斯光束进行扩束处理，能够生成大面积均匀的光束，该均匀光束的中间能量强度与周围能量强度基本一致，且该匀化扩束处理装置输出的均匀光束的面积可以调节，能够满足6寸、8寸或更大样品的检测需求。

如图1所示，本申请实施例提供的一种高斯光束的匀化扩束处理装置包括反射匀光组件，反射匀光组件包括匀光积分结构体1和散光结构体2，匀光积分结构体1为具有腔体的中空结构体。

具体地，匀光积分结构体1包括沿第一方向相对的进光口和出光口，匀光积分结构体1朝向腔体的内表面涂设有满足高朗伯特性的漫反射层，散光结构体2在腔体内与进光口相邻设置。

在一些示例中，满足高朗伯特性的漫反射材料，可以为硫酸钡、氧化镁及特氟龙等材料中的一种或几种。

可以理解的是，通过在匀光积分结构体1的进光口处设置散光结构体2，来对入射的高斯光束进行扩束处理，防止入射光线未经匀光积分结构体1腔体内的漫反射层处理而直接从出光口穿出。

可以理解的是，入射的高斯光束经由散光结构体2的外表面反射折射后，沿与第一方向X1呈夹角的传播方向传播至匀光积分结构体1内表面处的漫反射层，并在匀光积分结构体1的腔体内部进行多次反复的折射反射，在上述的多次反复的反射折射过程中，初始激光光束的中间能量强度与周围能量强度会进行多次调和，经过多次调和后的光线从匀光积分结构体1的出光口穿出。

进一步的，该匀化扩束处理装置还包括透射匀光组件，透射匀光组件包括至少一个透射结构体3，透射结构体3沿第一方向X1层叠于出光口形成的二维结构面。匀化扩束处理装置还包括分束单元4，分束单元4层叠设置于透射结构体2，分束单元4包括测试部和至少一个对照部，测试部的面积D1和对照部的面积D2均可调节。

在一个示例中，透射结构体3沿第一方向X1间隔布置于匀光积分结构体1光路下游，通过设置透射结构体3对光线进行进一步的透射式匀化。

在另一个示例中，透射结构体3连接于匀光积分结构体1的出光口，以对出光口进行封闭，透射结构体3在对光线进行进一步的透射式匀化的同时，还能够防止灰尘、杂物等进入匀光积分结构体1的腔体内部，从而保证匀光积分结构体1腔体内壁涂设的漫反射层的洁净。

可以理解的是，通过在匀光积分结构体1上开设不同尺寸的出光口，能够输出横截面积各异的不同均匀光束，可以根据待测样品的尺寸来针对性地选择或制作不同尺寸出光口的匀光积分结构体1，其中，在设置待测样品的位置时，待测样品的位置应该对应于匀光积分结构体1中出射光线的出射光路。

散光结构体2径向尺寸沿第一方向X1呈减缩趋势，且具有预设扩束比K，出光口的面积D3与预设扩束比K具有预设映射关系。

可以理解的是，散光结构体2的径向尺寸沿第一方向逐渐减小，整个散光结构体2在外观上呈锥形布置，散光结构体2靠近进光口一端的面积较小，当散光结构体2的预设扩束比K较大时，即散光结构体2两端的面积差异较大时，入射的高斯光束在与散光结构体2的表面接触并反射时，光线的反射角较小，其中，反射角为光线与接触界面法线的夹角，随着预设扩束比K的增大，散光结构体2两端的面积差异增大，光线反射角减小，反射光线在匀光积分结构体1的腔体内部沿第一方向X1的位移分量变化速率较慢，换言之，随着预设扩束比K的增大，反射光线较之前需要与匀光积分结构体1腔体内部漫反射层进行更多次的接触反射才能到达出光口，可以理解的是，预设扩束比K越大，从出光口穿出的光束能量更加均匀，匀光积分结构体1对高斯光束的反射式匀化效果会更加优异。

在一个示例中，匀光积分结构体1的出光口位置设置有调节件，调节件用于调节出光口的面积。

在另一些示例中，调节件可以为光圈调节器，或者光圈调节器的类似装置。

在另一些示例中，调节件可以采用手动调节的方式来调整中间通路的面积，也可以采用电动调节的方式来控制中间通路的面积，进而改变从出光口穿出的出射光路的径向尺寸。

由此，本申请通过使用散光结构体来对高斯光束进行扩束处理，使得光线能够多角度地扩散并传播至匀光积分结构体的腔体内壁进行多次漫反射匀化处理，并从出光口穿过透射结构体进行二次匀化处理。

在一些实施例中，如图1所示，散光结构体2为锥形结构体，锥形结构体具有光滑的外表面，以使激光器发射的高斯光束在接触锥形结构体时发散扩束。

可以理解的是，锥形结构体的径向尺寸沿第一方向X1逐渐减小，以使入射的光束在接触锥形结构体外表面时向外发散，同时，通过将锥形结构体外表面设为光滑的界面，能够保证光线发生镜面反射，使得反射光线能以一种固定可预知的反射路径进行传播。

在另一些实施例中，呈锥形结构设置的散光结构体2具有凹凸不平的外表面，入射光束在到达与散光结构体2接触的界面后发生漫反射，反射光线朝各个方向散开并传播至匀光积分结构体1的漫反射层，在此过程中，由于入射光束与散光结构体2接触后的反射方向不规律，少许反射光线会从进光口穿出，但仍能保证大部分光线能够有效地反射至匀光积分结构体1的漫反射层，并在匀光积分结构体1的腔体内进行多次反射匀化。

由此，散光结构体2作为最先与待处理的光束接触的构件，承担着对光束进行扩束发散的关键作用，能够避免光束直接从匀光积分结构体1的出光口穿出，是保证入射光束在匀光积分结构体1腔体内部进行充分漫反射匀化的关键结构，通过设置合适的预设扩束比K，对保障入射光束的反射式匀化处理效果至关重要。

在一些实施例中，请参照图1，锥形结构体具有沿第一方向相对的第一端和第二端，第一端朝向透射结构体3，第一端的面积D4和第二端的面积D5的比值对应预设扩束比K，D5的取值范围满足：0≤D5≤0.5D4，锥形结构体为圆锥体、圆台体及棱锥体中的一种。

可以理解的是，锥形结构体的第一端面积D4和第二端面积D5之间的比例关系，能够直接在一定程度上反应整个锥形结构体沿第一方向X1的尺寸变化情况，当第一端面积D4与第二端面积D5之间的差异越大时，具体地，第一端面积D4与第二端面积D5之间比值越大时，预设扩束比K越大，经匀光积分结构体1腔体内部漫反射层处理后的出射光线的能量强度更加均匀。

可以理解的是，第二端面积D5越小，入射光束中的光线能够越大限度地接触锥形的外表面，随着第二端面积D5的增大，会有少许光线因接触第二端而直接从进光口反射返回，造成少许的光线损失，因此，当锥形结构体设置为圆台体的情况下，由于第二端为一平面，会造成少许光线无法按需求反射至匀光积分结构体1腔体内部的漫反射层，而在锥形结构体设置为圆锥体或棱锥体的情况下，散光结构体2对入射的高斯光束的扩束发散效果最好。

由此，在考虑锥形结构体的第一端面积D4和第二端面积D5的比例的同时，还要同时考虑到：在锥形结构体具有光滑的外表面时，光线能够进行标准的镜面反射，从而作业人员可以模拟并预知光线的反射传播路径，能够更加准确地获得光线在匀光积分结构体1腔体内部进行漫反射的次数和路径，因而，从上述两个角度出发来考虑，锥形结构体设置为圆锥体较为理想。

在一些实施例中，请参照图1，匀光积分结构体1的腔体设于透射结构体3的光路上游，腔体和透射结构体3构成第一匀光部和第二匀光部，并分别对扩束后的高斯光束进行一级匀化和二级匀化。

可以理解的是，激光器发射的高斯光束，由于中间能量强度高，外围的能量强度较弱，沿着高斯光束的径向，从光束中心至外围的能量逐渐呈减小的变化趋势，然而实际生产中，经常需要使用能量强度均匀的光束，而光束匀化处理的程度难以控制，本申请通过先后对高斯光束进行多次反复的反射式调和匀化，以及透射式匀化，来达到对高斯光束的两级匀化处理，使得光线的匀化程度有充分的保障。

由此，通过第一匀光部和第二匀光部的叠加处理，来加强高斯光束的匀化处理程度，保障匀化效果。

在一些实施例中，如图2所示，在匀光积分结构体1的三维空间范围内，中空结构体的内周面与垂直于第一方向的第一截平面具有交线，第一截平面沿第二方向X2延伸，交线为光滑封闭的弧线，并具有曲率中心，曲率中心沿第一方向与高斯光束的光源中心共线。

可以理解的是，在匀光积分结构体1为一规律的曲型壳体时，为保证对光线的反射效果，该曲型壳体的周向需为封闭设置，在中空结构体的内周面与第一截平面的交线的曲率中心与高斯光束的光源中心共线时，匀光积分结构体1呈正对称设置，且进光口开设于匀光积分结构体1的正下方，且高斯光束的中心对准进光口的中心，从而高斯光束能够对准散光结构体2的第二端中心，使得处于高斯光束中相同径向位置的光线能够按照相同的反射路径进行传播，整个高斯光束能够按照可预测的路径进行反射式匀化。

在另一些实施例中，曲率中心沿第一方向与高斯光束的光源中心错开一定距离，可以理解的是，在高斯光束与散光结构体2的第二端中心并未对准的情况下，高斯光束仍然能够进行扩束、反射和传播。

在一些实施例中，请参照图2，匀光积分结构体1为曲型壳体，曲型壳体对应一个球状结构体，曲型壳体由球状结构体经第二截平面截削而成，第二截平面与第一截平面平行设置。

可以理解的是，在匀光积分结构体1与球状结构体对应时，通过设置的积分球结构能够为光束提供理想的漫反射环境，匀光积分结构体1内表面为一完整的几何球面，曲率半径处处相等，且匀光积分结构体1内表面是中性均匀漫射面，对于各种波长的入射光线具有相同的漫反射比，并服从高朗伯定则，匀光积分结构体1内表面各点的反射率相等。

可以理解的是，当第二截平面沿第一方向X1截削的位置不同时，匀光积分结构体1的出光口对应的面积不同，从而匀光积分结构体1输出的第一次匀化处理后的光线对应的径向尺寸不同。

由此，当匀光积分结构体1的曲型壳体对应一个球状结构体时，光线在匀光积分结构体1腔体内部的漫反射层间反射，能够更加充分地进行。

在一些实施例中，请参照图1，对照部沿测试部的周向设于测试部的外侧，经二级匀化后的光线穿过测试部和对照部后对应分为测试光束和对照光束，并分别沿第一路径和第二路径传播至收集单元，第一路径经过待测样品8。

可以理解的是，通过在测试部的外侧设置对照部，测试光束沿第一路径传播并经过待测样品8，而对照光束沿着第二路径传播，第二路径不经过待测样品，两组光束都被设于样本定位装置6下游的检测装置收集，检测装置通过分析两组光路的光谱，能够获取待测样品的特性，其中，对照光束的光谱信息可以用来做对比参照样本，对照光束的光谱信息可以反应出光束匀化的程度。

由此，通过设置对照部和测试部，能够为获取并判断待测样品的光谱信息提供科学精准的判断依据。

在一些实施例中，如图1所示，高斯光束的匀化扩束处理装置还包括沿第一方向间隔排列的设备固定板5，分束单元4还包括样本固定板6，透射结构体3为匀光片，并夹设于设备固定板5和样本固定板6之间，匀光积分结构体1具有固定沿7，并通过固定沿7限位安装于设备固定板5，设备固定板5为承重平台。

可以理解的是，将固定沿7与设备固定板5对接拼装，从而将匀光积分结构体1连接在设备固定板5上，由于设备固定板5为承重平台，因此在固定沿7与设备固定板5连接后，即完成了匀光积分结构体1的安装，另外，将匀光片夹设于设备固定板5和样本固定板6之间，并将样本固定板6安装固定在设备固定板5上，从而将匀光片夹紧固定。

由此，匀光片设置在匀光积分结构体1的出光口位置并能够封闭该出光口，避免因为误操作或其他原因造成匀光积分结构体1的腔体内部污染，通过设置该匀光片，在对光线进行透射式匀化的同时，还能够为第一次的反射式匀化提供保障。

在一些实施例中，请参照图1，设备固定板5上开设有第一透光口a，第一透光口a与匀光积分结构体1的出光口对应，测试部和对照部分别为开设于样本固定板6上的第二透光口b和第三透光口c，第一透光口a、第二透光口b和第三透光口c位于匀光片沿第一方向的投影范围内。

可以理解的是，从匀光积分结构体1的出光口穿出的光线依次穿过第一透光口a和匀光片，从匀光片中透射穿过的光路能够完全覆盖第一透光口a、第二透光口b和第三透光口c，从而光线从第一透光口a穿过匀光片的第一阶段，以及从匀光片穿出第二透光口b和第三透光口c的第二阶段均能够顺利地进行光线传播。

综上，本申请实施例提供的高斯光束的匀化扩束处理装置，能够对高斯光束进行扩束处理以及两级匀化处理，其中，两级匀化处理包括反射式光束匀化处理以及透射式光束匀化处理，且透射式光束匀化处理的装置还能够为反射式光束匀化处理的装置排除外界干扰，为其提供保障，通过对出光口尺寸的调整，本匀化扩束处理装置能够提供不同尺寸的均匀光束来满足不同尺寸样品的检测需求，另外，本申请提出的高斯光束的匀化扩束处理装置还设置了对照部和测试部，为作业人员提供了对照的光谱数据，该匀化扩束处理装置的各部件设置布局更加科学有效。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，包括：

反射匀光组件，所述反射匀光组件包括匀光积分结构体(1)和散光结构体(2)，所述匀光积分结构体(1)为具有腔体的中空结构体，所述匀光积分结构体(1)包括沿第一方向相对的进光口和出光口，所述匀光积分结构体(1)朝向所述腔体的内表面涂设有满足高朗伯特性的漫反射层，所述散光结构体(2)在所述腔体内与所述进光口相邻设置；和

透射匀光组件，所述透射匀光组件包括至少一个透射结构体(3)，所述透射结构体(3)沿所述第一方向层叠于所述出光口形成的二维结构面；

其中，所述散光结构体(2)径向尺寸沿所述第一方向呈减缩趋势，且具有预设扩束比K，所述出光口的面积D3与所述预设扩束比K具有预设映射关系。

2.根据权利要求1所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，还包括分束单元(4)，所述分束单元(4)层叠设置于所述透射结构体(3)，所述分束单元(4)包括测试部和至少一个对照部，所述测试部的面积D1和所述对照部的面积D2均可调节；

所述散光结构体(2)为锥形结构体，所述锥形结构体具有光滑的外表面，以使激光器发射的高斯光束在接触所述锥形结构体时发散扩束。

3.根据权利要求2所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，

所述锥形结构体具有沿所述第一方向相对的第一端和第二端，所述第一端朝向所述透射结构体(3)，所述第一端的面积D4和所述第二端的面积D5的比值对应所述预设扩束比K，所述D5的取值范围满足：0≤D5≤0.5D4；

所述锥形结构体为圆锥体、圆台体及棱锥体中的一种。

4.根据权利要求2所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，所述匀光积分结构体(1)的所述腔体设于所述透射结构体(3)的光路上游；

所述腔体和所述透射结构体(3)构成第一匀光部和第二匀光部，并分别对扩束后的所述高斯光束进行一级匀化和二级匀化。

5.根据权利要求2所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，在所述匀光积分结构体(1)的三维空间范围内，所述中空结构体的内周面与垂直于所述第一方向的第一截平面具有交线；

所述交线为光滑封闭的弧线，并具有曲率中心，所述曲率中心沿所述第一方向与所述高斯光束的光源中心共线。

6.根据权利要求5所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，所述匀光积分结构体(1)为曲型壳体，所述曲型壳体对应一个球状结构体，所述曲型壳体由所述球状结构体经第二截平面截削而成，所述第二截平面与所述第一截平面平行设置。

7.根据权利要求4所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，所述对照部沿所述测试部的周向设于所述测试部的外侧；

经所述二级匀化后的光线穿过所述测试部和所述对照部后对应分为测试光束和对照光束，并分别沿第一路径和第二路径传播至收集单元，所述第一路径经过待测样品(8)。

8.根据权利要求2所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，还包括沿所述第一方向间隔排列的设备固定板(5)；

所述分束单元(4)还包括样本固定板(6)；

所述透射结构体(3)为匀光片，并夹设于所述设备固定板(5)和所述样本固定板(6)之间。

9.根据权利要求8所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，所述匀光积分结构体(1)具有固定沿(7)，并通过所述固定沿(7)限位安装于所述设备固定板(5)；

所述设备固定板(5)上开设有第一透光口(a)，所述第一透光口(a)与所述匀光积分结构体(1)的所述出光口对应；

所述测试部和所述对照部分别为开设于所述样本固定板(6)上的第二透光口(b)和第三透光口(c)。

10.根据权利要求9所述的高斯光束的匀化扩束处理装置，其特征在于，所述第一透光口(a)、所述第二透光口(b)和所述第三透光口(c)位于所述匀光片沿所述第一方向的投影范围内，所述设备固定板(5)为承重平台。