[实用新型]激光光束扩束装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光束扩束装置，特别是涉及使用高速(30KHz)扫描振镜的激光光束扩束装置。

背景技术

扩束装置通常简称为扩束镜，对一束固定传输方向的光束进行扩束。在采用x-y两维振镜做图像扫描的激光表演或叫激光演示系统中，为了使屏幕上扫描出的由激光光束组成的复杂图形不闪烁，需要振镜的速度越快越好，这就要求振镜的镜片越小越好，通常高速振镜镜片的通光孔径(直径)小于等于3mm。如果把振镜放在扩束镜前，由于经振镜射出的光束方向是变化的，这就要求扩束镜的入射孔径较大，出射孔径更大，实现起来困难而且成本高；若把振镜放在扩束镜后，就要求振镜的镜片尺寸较大，镜片尺寸增大将大大降低振镜速度。现有技术中没有适合光路中有高速扫描振镜的扩束装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有扩束装置的上述缺陷，提供了一种针对扩束光路中存在高速扫描振镜的激光光束扩束装置，即实现了对激光光束的扩束，又实现了投射到高速扫描振镜上的光斑直径小于3mm，保证了扫描振镜高速运转。

为实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。包括有两个透镜、第一扫描振镜3和第二扫描振镜4。所述的两个透镜为第一正透镜2和第二正透镜5，第一正透镜2和第二正透镜5的光轴在同一平面且互相垂直，第一正透镜2的焦点和第二正透镜5的焦点重合。第一扫描振镜3转轴与第二扫描振镜4转轴相互垂直，且第二扫描振镜4位于第一扫描振镜3上方，其镜片中心相距4～5毫米。第一扫描振镜3放置在第一正透镜2的焦平面处或距焦平面1～2毫米的位置。

所述的第一扫描振镜3和第二扫描振镜4的扫描速度为30千赫兹。

所述的第一扫描振镜3和第二扫描振镜4的镜片中心相距4～5毫米。

本实用新型的有益效果：在保证高速扫描振镜镜片上光束直径不增加的情况下，光束得到了有效的扩束。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图中：1、激光器，2、第一正透镜，3、第一扫描振镜，4、第二扫描振镜，5、第二正透镜。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实施例。

扩束装置包括第一正透镜2和第二正透镜5，两个透镜的光轴在同一平面且互相垂直；第一正透镜2作为扩束镜的入瞳，其孔径满足需扩束前激光光束大小即可，第一高速扫描振镜3和第二高速扫描振镜4，放在第一正透镜2焦平面处或偏离焦平面1.5毫米的位置。第一正透镜2和第二正透镜5的焦点重合。第二正透镜5作为扩束镜的出瞳，其孔径根据扫描振镜最大扫描角度θ和第二扫描振镜4距第二正透镜5的距离L，通过计算确定。扩束镜扩束比，由第二正透镜5焦距(f₂)和第一正透镜2焦距(f₁)之比确定即扩束比等于透镜焦距之比。第一扫描振镜3转轴与第二扫描振镜4转轴相互垂直，且第二扫描振镜4位于第一扫描振镜3上方，其镜片中心相距4～5毫米。

如图1所示，由激光器1发出的激光束经适当距离传输后入射到第一正透镜2上，被第一正透镜2汇聚并落在第一高速扫描振镜3上，经第一高速扫描振镜3反射到第二高速扫描振镜4上，再由第二高速扫描振镜4反射到第二正透镜5上出射出去。第一高速扫描振镜3放在第一正透镜2焦平面处或第二高速扫描振镜4放在第一正透镜2焦平面处或第一高速扫描振镜3和第二高速扫描振镜4的中心点放在第一正透镜2焦平面处或距焦平面1～2毫米的位置，以保证到达第一扫描振镜3和第二扫描振镜4上的激光光束直径小于振镜镜片的有效孔径。第二正透镜5的孔径(D)由扫描振镜最大扫描角度θ和振镜4距第二正透镜5的距离L，通过公式D＝2×L×tgθ计算得出。