[发明专利]分体式激光聚焦装置

权利要求书

1.一种分体式激光聚焦装置，其特征在于：包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和输出聚焦镜，所述第一反射镜、第三反射镜的反射面为平面，第二反射镜的反射面为环形的圆弧状凹面或与其等效的菲涅尔面型，所述输出聚焦镜设有锥面，所述第一反射镜用于接收入射激光束并反射至第二反射镜，所述第二反射镜设置在第一反射镜的出光光路上，用于接收第一反射镜的出射光线并反射至第三反射镜，所述第三反射镜设置在第二反射镜的出光光路上，用于接收第二反射镜的出射光线并反射至输出聚焦镜，所述输出聚焦镜设置在第三反射镜的出光光路上，用于接收第三反射镜的出射光线，在光束与输出聚焦镜设有的锥面最初相交的初交截面处形成一个环状的光场分布，出射光线由输出聚焦镜设有的锥面出射，在激光聚焦装置出射轴线方向设定范围内形成一个中心光斑大小和光强稳定的近似贝塞尔光束。

2.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：第一反射镜、第三反射镜、输出聚焦镜沿激光入射方向依次设置，第一反射镜的入射光轴、第三反射镜的出射光轴以及输出聚焦镜的轴心线位于同一直线上，且与第二反射镜的轴心线垂直。

3.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：第一反射镜的出射光线小角度入射第二反射镜。

4.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：初交截面处的环状光场分布为内外侧圆环光强为高斯函数的下降关系，中间光强为与径向半径成反比关系的光场分布，使得截面径向上中间光强对应半径范围内，每一点对应的无限小积分圆环面积上的能量相等，有利于获得轴向分布均匀的光场；所述初交截面处径向的相位与中心相位差不超过2π。

5.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、输出聚焦镜分别固定在封装固定架上。

6.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：在第一反射镜的激光入射方向设置可调倍率扩束装置，用于将激光器的出射激光进行扩束后出射给第一反射镜。

7.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：所述输出聚焦镜为圆锥形或圆台形，第三反射镜的出射光线由输出聚焦镜的圆锥底面或圆台下底面入射，由其圆锥侧面或圆台侧面出射。

8.根据权利要求7所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：当输出聚焦镜为圆台形时，所述输出聚焦镜设置为中空结构，中空直径与圆台的上底面直径相同；圆台的上底面直径与光束和锥面最末相交的截面直径相同即光束与锥面在圆台的上底面边缘最末相交。

9.根据权利要求7所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：当输出聚焦镜为实心圆台形时，在输出聚焦镜的上底面设置遮光材料遮挡杂光。

10.根据权利要求1所述的分体式激光聚焦装置，其特征在于：第二反射镜的反射面以其轴心线为旋转轴，由向内凹的圆弧段旋转360度而成，形成环形的圆弧状凹面；向内凹的圆弧段一端的端头延伸至第二反射镜中心，另一端的端头延伸至第二反射镜的该端面最外缘。