[实用新型]一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统

说明书

本实用新型提出了一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，包括特种光纤、球透镜、准直透镜和鲍威尔棱镜；所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；所述球透镜与所述准直透镜之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜将所述准直透镜的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。该光学系统可产生圆形和线形的光斑；圆形和线形的光斑均匀性高；圆形和线形光斑可切换；光学系统使用的波长范围广；可以同时产生多个波长混合的线形均匀光斑。

技术领域

本实用新型属于光学设备技术领域，具体涉及一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统。

背景技术

利用高能量激光束来激发微量荧光物质产生荧光，让肉眼难以识别的物质发光发亮从而易于发现，这一原理可以用来寻找和发现刑侦和法医现场的生物物证。在刑侦技侦领域的物证搜索过程中，高匀亮激光光斑对精斑、尿液斑、唾液斑、血斑、毛发、骨骼牙齿碎片以及爆炸物粉末等物质具有极高的灵敏度和超强的发现功能，同时还对枪击残留物、纤维及潜在油脂手印、指纹等具有发现的功能。因此，高匀亮激光物证搜索技术将明显提高犯罪现场勘查取证的能力和效率。但是为了提高生物检材激发荧光的强度以及对比度，对输出激光光斑的均匀性和光斑的形状的要求越来越高。如对精斑、尿液斑、唾液斑、血斑以及油脂指纹等物证进行搜索，需要采用圆形均匀激光光斑；而对于地面足迹或者毛发等物证进行搜索，需要采用线状扁平均匀光斑。而目前单波长或者多波长激光物证搜索光源只能产生圆形均匀光斑；宽幅足迹搜索光源只能产生线状扁平光斑。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，可以产生圆形和线形的光斑，圆形和线形的光斑均匀性高，圆形和线形光斑可切换，可以同时产生多个波长混合的均匀线形光斑。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种实现圆形和线形均匀光斑的光学系统，包括特种光纤、球透镜、准直透镜和鲍威尔棱镜；所述特种光纤的出光口位于所述球透镜的焦点上，使得准直后的光束发散角为18°～24°；所述球透镜与所述准直透镜之间距离为2mm～4mm，使得准直后的光束发散角为5°～9°；所述鲍威尔棱镜将所述准直透镜的准直光束生成线形光束，其中线形光束的一个方向的发散角保持为5°～9°，而另一个方向的发散角变大为40°～70°。

较优地，所述特种光纤的芯径为200μm～800μm，数值孔径为0.2～0.5。

较优地，所述球透镜为K9等玻璃材料，直径为2mm～5mm，焦距为1.0mm～4.0mm。

较优地，所述准直透镜为K9等玻璃材料，直径为4mm～6mm，焦距为8.0mm～14.0mm。

较优地，所述鲍威尔棱镜为N-SF6等高折射率的玻璃材料，折射率1.8，直径为8.9mm，扇角为40°～70°。

本实用新型的有益效果为：

1、激光经过特种光纤和球透镜组成的光学系统后，形成发散角18°～24°、均匀性≥90％的圆形光斑。

2、激光经过整个光学系统后形成线形光束，一个方向的发散角为5°～9°，而另一个方向的发散角为40°～70°，线形光斑均匀性≥85％。

3、光学系统中的特种光纤、球透镜、准直透镜、鲍威尔棱镜是可切换的，分别用于形成圆形光斑和线形光斑。

该光学系统可产生圆形和线形的光斑；圆形和线形的光斑均匀性高；圆形和线形光斑可切换；光学系统使用的波长范围广；可以同时产生多个波长混合的线形均匀光斑。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-特种光纤，2-球透镜，3-准直透镜，4-鲍威尔棱镜。