[实用新型]一种将高斯光束整形为平顶光束的光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学系统，尤其涉及一种将高斯光束整形为平顶光束的光学系统。

背景技术

通常激光器发出的激光束的空间强度分布呈高斯分布，即高斯光束，而在很多激光技术的应用中希望激光光强是均匀分布的，比如，激光打孔、刻槽，激光材料加工，光学信息处理、存储和记录，激光的医学临床应用等领域，都对光束的均匀性有较高的要求；在高功率固体激光器和放大器的应用中，高斯光束的强度过于集中在中心部分，易导致激光晶体和光学元件的损伤，而平顶光束把强度分散在整个光斑尺寸中，可以大大提高高功率激光的损伤阈值。激光光束均匀性不仅影响激光器的整体性能，也极大地影响激光技术的应用水平。

因此需要通过特殊设计的光学系统将高斯光束整形为光强均匀分布的平顶光束。光束的空间整形方法有很多，利用衍射光学元件、非球面透镜组、全息滤波器、二元相位、液晶空间光调制器、长焦深整形元件均可将高斯光束整形为平顶光束。但比较而言，衍射光学元件的方法结构简单，实现相对容易。该光学系统的核心部分为一片平顶型衍射光学元件。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种将高斯光束整形为平顶光束的光学系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括扩束输入镜、扩束输出镜、光阑、平顶型衍射光学元件和聚焦镜，所述扩束输入镜、所述扩束输出镜、所述光阑、所述平顶型衍射光学元件和所述聚焦镜依次排列连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中扩束镜的作用是扩束和准直，光阑的作用是获得面积合适的光斑，平顶型衍射光学元件的作用是将高斯光束整形为平顶光，聚焦镜的作用是通过聚焦获得目标光斑大小，将一束激光经过扩束准直后，通过光阑形成面积合适的光束，该光束经过平顶型衍射光学元件和聚焦镜后产生一束平顶光束。

附图说明

图1是本实用新型一种将高斯光束整形为平顶光束的光学系统的整体结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型包括扩束输入镜1、扩束输出镜2、光阑3、平顶型衍射光学元件4和聚焦镜5，扩束输入镜1、扩束输出镜2、光阑3、平顶型衍射光学元件4和聚焦镜5依次排列连接

首先根据入射激光的波长，工作距离等参数，通过衍射光学设计出相应的全息结构，然后利用光刻和刻蚀的方法将其转移和制作在石英基材表面上，得到平顶型衍射光学元件。

如图1所示，一种将高斯光束整形为平顶光束的光学系统，特征在于其结构包括：扩束输入镜1，扩束输出镜2，光阑3，平顶型衍射光学元件4，聚焦镜5，激光束通过平顶型衍射光学元件，再聚焦后，形成一束平顶激光。

实施例：

本实施例中，按照附图的顺序，将扩束输出镜组装在扩束输入镜的前端，光阑组装在扩束输出镜的前端，平顶型衍射光学元件组装在光阑的前端，聚焦镜组装在平顶型衍射光学元件的前端。激光通过该系统后，可被整形成一束能量均匀、光斑边界清晰的光束。

本领域技术人员不脱离本实用新型的实质和精神，可以有多种变形方案实现本实用新型，以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。