[发明专利]一种三维调谐的光束扫描装置与设计方法

权利要求书

1.一种三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述装置包括扫描用激光光源、主控单元、驱动控制电路、汇聚透镜、压控可变焦透镜和十字交叉结构的二维声光调制器；

通过声光调制器实现在扫描面上水平与竖直方向的横向扫描；

通过调节可变焦透镜的焦距，实现纵向调谐即光束发散角和扫描面光斑尺寸大小的调节，从而实现三维调谐的扫描方式。

2.根据权利要求1所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述扫描激光器选用短波长的光源；

所述激光器与所述汇聚透镜的距离远大于汇聚透镜的焦距。

3.根据权利要求1所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述汇聚透镜位于激光器的同轴前方，用于聚焦激光器发出的激光，为达到最小的光斑尺寸；

汇聚透镜为固定焦距的短焦透镜。

4.根据权利要求1所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述十字交叉结构的二维声光调制器位于所述汇聚透镜的同轴前方，经聚焦后的激光通过二维声光调制器的作用区，通过改变声光调制的驱动频率，改变光束偏转角，实现在扫描面上水平与竖直方向的横向扫描。

5.根据权利要求1，3，4所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述十字交叉结构的二维声光调制器的二维扫描独立调节，互不干扰；

所述二维声光调制器的声光作用区位于汇聚光束的束腰处。

6.根据权利要求1所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述压控可变透镜位于十字型二维声光调制器前方，所述压控变焦透镜内充有聚合物分散液晶，通过调节电压改变液晶的形状分布，从而导致焦距变化，其变化范围为几十毫米到上百毫米。

7.根据权利要求1，5，6所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

所述压控可变焦透镜对调制后的激光束进行准直，通过调节可变焦透镜的驱动电压改变焦距，进而改变扫描光束的发散角和工作距离等准直特性。

8.根据权利要求1，5，6，7所述的三维调谐的光束扫描装置与设计方法，其特征在于：

根据到工作距离的远近，通过调节可变焦透镜的焦距，在扫描面高清成像，实现对不同距离的高分辨二维扫描，从而实现三维调谐的扫描方式。