[发明专利]一种具有匀光功能的激光散斑消除装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有匀光功能的激光散斑消除装置，属于激光成像技术领域。

背景技术

激光具有方向性好，亮度高，单色性好，相干性好的特性，正是这些特性使激光应用在各个领域。但由于激光的相干性特别好所以成像时则会形成散斑噪声，影响成像质量，需要对散斑进行控制。在激光器输出的典型中空矩形强激光光束中，光束的强度分布沿流场方向是非均匀的。该光强分布的不均匀性将会导致激光内传输通道中众多的反射镜面发生非均匀的热变形，从而使激光系统最终输出光束的波前分布发生畸变，导致输出光束质量下降。所以要对激光光束进行匀光。因此，要使发出的光束均匀同时消除散斑是现在面临的一个问题。

在高功率激光系统和应用中，希望输出的激光光束有大的填充因子、均匀平滑的强度分布。在放大器中，输入光束的不均匀会导致非线性效应使输出光束质量变坏，甚至损坏激光工作物，在实际应用中受到系统的影响，光束的光强不仅受到振幅调制呈高斯分布还有位相畸变，因此需要进行匀光。所谓激光光束匀光技术，是指改变入射激光光束的强度分布为所需要的强度分布，同时调整光束的相位分束控制传播路径。

图1示意了激光散斑形成示意图，激光散斑的概念：当一束光照射到具有漫反射特行的粗糙表面上时，在反射光的空间中用观察屏去接受光总可以看到一些斑点，这就是激光散斑现象。原因是电磁波或粒子束经受介质的无规则散射后，都会形成一种无规则分布的散射场。当一个信号是由大量的具有独立相位的复分量相加而成时，信号就会出现散斑。这些分量在复平面中肯能有随机的长度和随机的方向，或者有已知的长度和随机的方向。当这些分量相加时，它们就构成所谓“随机行走”。所得的和或大或小，取决于求和的各分量的相对相位，尤其是占优势的是相长还是相消干涉。如图当激光102照射到粗材表面101时，以相近的光束在经过粗糙表面的漫反射后，两光束在屏幕前的A点发生干涉。如果发生相长干涉，则A点显示为亮点，如果发生相消干涉，则A点显示为暗点。因此，当激光未经处理直接成像在物体上，屏幕上会显示无规则分布的散斑噪声。

公开号为CN101425656A的专利公开采用了利用压电效应、电光效应、声光效应及标准具等快速改变激光腔长或激光经历的光程使激光输出波长快速变化或产生跳变的方法来减少激光散斑效应。该方法的缺点在于要改变激光器本身结构，同时对于激光光束本身所具有的光束不均匀性未得到改善。

有鉴于此，需要提供一种在不改变激光器本身结构的情况下，既能消除激光散斑同时能够匀光的装置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种具有匀光功能的激光散斑消除装置。技术方案如下：

一种具有匀光功能的激光散斑消除装置，包括激光光源、传输介质、振动模组，振动模组和传输介质固定连接，所述传输介质内有散射体，所述散射体是由不同于传输介质的材料以均匀的密度分布在传输介质内形成；所述振动模组在电源作用下振动，进而带动所述传输介质及所述散射体一起振动，调节振动模块的输入功率以此来调节传输介质及散射体的振动幅度，直到获得最佳的散斑消除效果。

所述的具有匀光功能的激光散斑消除装置，所述传输介质可采用聚甲基丙烯酸甲脂，所述散射体采用质量分数为0.3wt％的4μm SiO₂散射粒子。

所述的具有匀光功能的激光散斑消除装置，所述振动模组的振动频率高于80Hz。

优点和积极效应：

该方法可以将散斑消除和激光光束匀光结合起来，达到同时将两个问题解决的优点。在传输过程中由于采用的是带有散射体的传输介质，散射体是指能够使光线柔和，没有明显投影的物体，所以散射体能使传输的激光光束均匀。而振动散射体以及传输介质则是指对传输中的激光的相干性起到破坏作用，而激光的强相干性正是产生散斑的主要原因。其中振动采用振动模组，给振动模组相应的电压使传输介质以及散射体共同振动，不同电压振动频率不同，消除散斑的效果也有所不同。可以方便调节电压来获取消除散斑效果最好的成像图像。本发明采用上述技术方案，公开了一种可以有效的消除散斑并且匀光的方法，同时相对于其他消散斑方法中，这种方法不用改变激光器本身结构，结构简单，在激光成像领域也有很大优势。

附图说明

图1为激光形成散斑的原理示意图；

图2为本发明的框架图；

图3为本发明实施方式的结构示意图；

主要原件符号说明：粗糙平面101，激光光源102，传输模组201，振动模组202，成像物体203，激光光束301，散射体302，传输介质303，振动模组304，电源305。

具体实施方式