[发明专利]一种平行高斯光束双远心系统及对准方法

说明书

本发明旨在提供一种操作简单、适用范围广且精度较高的平行高斯光束双远心系统及对准方法。所述平行高斯光束双远心系统包括沿同一轴线依次设置的激光发射组件、第一光阑、第一透镜、第二光阑、第二透镜以及光束质量分析仪，所述第一透镜和所述第二透镜的焦距相同，所述第一光阑位于所述第一透镜的前焦点上，所述第二光阑位于所述第一透镜的后焦点上，所述第一透镜的后焦点和所述第二透镜的前焦点重合，所述光束质量分析仪的光敏面位于所述第二光阑的后焦点上；所述对准方法用于所述平行高斯光束双远心系统的光源光束与光轴的对准重合。本发明应用于激光整形的技术领域。

技术领域

本发明应用于激光整形的技术领域,特别涉及一种平行高斯光束双远心系统及对准方法。

背景技术

双远心光路系统可以物理地实现对光信息进行频谱分析和在频域进行处理。只要在光阑面上，加入一定形状的滤波器，阻止某些频率的信息通过，或使某些频率引进一定的相位变化，就可以按照人们的需要提取某些信息，改造像的结构，获得需要输出的图像，所以双远心光路系统光路系统又称光学计算机，广泛用于空间滤波，特征识别等光学信息处理中。

随着工业的发展激光也越来越多的用在工业生产中，双远心系统可以对通过的激光进行整形及滤波，激光与双远心光路的对准性将直接影响双远心系统对光路的整形及滤波效果。目前最常用的高斯平行光束与双远心系统对准的一种方法是逐级调节，使用接收屏来接收光斑，然后观察光斑的形状并与源光斑的形状做对比，从而判断高斯平行光与双远心光路系统是否对准。此种方法的通用性比较差，当光源的光斑尺寸比较小，此时人眼的判断误差就会比较大，另外，此方法不适用不可见光，在调整的过程中变量太多步骤繁琐。另外一种常用的方法是通过机械定位，将整个光路系统集合成一个整体，但是此方法没办法保证光源的中心与机械结构的拟合光轴高度重合性，故而此方法的精度比较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种操作简单、适用范围广且精度较高的平行高斯光束双远心系统及对准方法。

本发明所采用的技术方案是：所述平行高斯光束双远心系统包括沿同一轴线依次设置的激光发射组件、第一光阑、第一透镜、第二光阑、第二透镜以及光束质量分析仪，所述第一透镜和所述第二透镜的焦距相同，所述第一光阑位于所述第一透镜的前焦点上，所述第二光阑位于所述第一透镜的后焦点上，所述第一透镜的后焦点和所述第二透镜的前焦点重合，所述光束质量分析仪的光敏面位于所述第二光阑的后焦点上，所述第二光阑为可调孔径光阑。

由上述方案可见，通过所述第一光阑截取所述激光发射组件输出的激光，经过所述第一光阑之后的激光有着比较强烈的夫琅禾费衍射，通过将所述第二光阑设置在所述第一透镜的后焦点和所述和第二透镜的前焦点的重合处，拦截所述第一光阑处产生的夫琅禾费衍射，正常的光线则通过所述第二光阑的针孔，针孔所在的与光轴垂直的面称之为频谱面。光线通过所述第二透镜的后焦点，也称为最终像面，在该处形成所述第一光阑的像，进而得到均匀准直的理想光斑。本发明的结构紧凑、稳定，且可调节的部分易调试，不影响光学系统的成像质量，可靠性高。 同时光学元件之间距离合理，可以将整体光学系统进行拆分成模组，运输、安装以及使用方便。同时通过采用光束质量分析仪进行成像，能够捕捉可见光和不可见光实现适用于各种激光的整形，另外在光斑直径较小的情况下也能够根据成像准确的判断光斑形状提高辨识效果，便于调整。

一个优选方案是，所述激光发射组件包括激光发射器、准直器、扩束镜以及四轴位移装置，所述激光发射器、所述准直器以及所述扩束镜依次连接固定，所述激光发射器、所述准直器以及所述扩束镜均固定在所述四轴位移装置的活动端上。