[发明专利]光纤聚焦镜组

说明书

本发明公开了一种光纤聚焦镜组，包括从光纤入射点到聚焦点之间依次同光轴设置的Ⅰ号双凸形透镜、弯月形透镜、双凹形透镜、Ⅱ号双凸形透镜、Ⅰ号凸凹形透镜、Ⅲ号双凸形透镜、Ⅱ号凸凹形透镜、Ⅳ号双凸形透镜。本发明利用不同两种色散系数材料的光学镜片进行组合，实现了多束紫外、可见和近红外波段激光的聚焦，消除在聚焦过程中产生的色差，使得聚焦能力不受波长的限制，利用多个镜片之间不同曲率半径和间距的匹配，使得光纤输出的发散光束重新聚焦于一点，通过像差校正与补偿，有效消除光纤输出激光在聚焦过程中产生的单色像差，本发明易于安装调节，操作简单。

技术领域

本发明属于一种聚焦装置，具体涉及一种光纤聚焦镜组。

背景技术

光纤传输是一种灵活可靠的激光传输方式，具有灵活性高、小型化、受环境干扰小等特点，同时，光纤输出激光具有同一面源输出光束特征，即具有近似相同的发散角和光束质量参数，这个特性对于需要采用多路激光同时同位置共同作用的相关技术研究具有非常重要的应用价值，如原子激发光谱研究或原子激发电离路径研究等。

在激光光谱研究领域，由于需要进行原子能级扫描，会将多束包含紫外、可见、近红外等不同波长的激光合成一束，同时作用于研究对象，这就要求几束光合成度高，激光在近场和远场都能很好地重合在一起，采用光纤合成传输能够实现合一目标。但如何将光纤输出的具有发散性能的光束重新聚焦到一点也是非常难于实现的，这是因为用于光束准直和聚焦的光学系统存在像差，光学系统的像差主要包括球差、彗差、畸变、像散、场曲等单色像差和不同波长之间的色差。光学系统单色像差的存在，使光束聚焦光斑发生弥散，中心会聚度下降。而且当不同波长的光线在透过光学玻璃准直聚焦时，由于色散和折射系数的差异会导致不同波长的光线具有不同的焦点。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种光纤聚焦镜组。

本发明的技术方案是：一种光纤聚焦镜组，包括从光纤入射点到聚焦点之间依次同光轴设置的Ⅰ号双凸形透镜、弯月形透镜、双凹形透镜、Ⅱ号双凸形透镜、Ⅰ号凸凹形透镜、Ⅲ号双凸形透镜、Ⅱ号凸凹形透镜、Ⅳ号双凸形透镜，所述的Ⅰ号双凸形透镜、弯月形透镜边缘接触，中部为0.12mm的空气隙，双凹形透镜、Ⅱ号双凸形透镜边缘接触，中部为0.04mm的空气隙，Ⅰ号凸凹形透镜、Ⅲ号双凸形透镜边缘接触，中部为0.09mm的空气隙，Ⅱ号凸凹形透镜、Ⅳ号双凸形透镜边缘接触，中部为0.14mm的空气隙，所述的弯月形透镜与双凹形透镜沿光轴的间距为5.04mm，Ⅱ号双凸形透镜与Ⅰ号凸凹形透镜沿光轴的间距为2.86mm，Ⅲ号双凸形透镜与Ⅱ号凸凹形透镜沿光轴的间距为3.05mm。

所述的Ⅰ号双凸形透镜、Ⅱ号双凸形透镜、Ⅲ号双凸形透镜、Ⅳ号双凸形透镜材质为具有低色散系数的氟化钙。

弯月形透镜、双凹形透镜、Ⅰ号凸凹形透镜、Ⅱ号凸凹形透镜材质为具有高色散系数的熔融石英。

本发明利用两种不同色散系数材料的光学镜片进行组合，实现了多束紫外、可见和近红外波段激光的聚焦，消除在聚焦过程中产生的色差，使得聚焦能力不受波长的限制，扩大了光纤合成传输技术的应用范围，利用多个镜片之间不同曲率半径和间距的匹配，使得光纤输出的发散光束重新聚焦于一点，通过像差校正与补偿，有效消除光纤输出激光在聚焦过程中产生的单色像差，本发明易于安装调节，操作简单。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图；

图2 是光纤输出聚焦镜组的球差曲线图；

图3 是光纤输出聚焦镜组的色差曲线图。

其中：

1 Ⅰ号双凸形透镜 2 弯月形透镜

3 双凹形透镜 4 Ⅱ号双凸形透镜

5 Ⅰ号凸凹形透镜 6 Ⅲ号双凸形透镜