[实用新型]一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统

权利要求书

1.一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：包括壳体、及沿光束方向依次设置的光束变换传输组(1)、光束能量变换及整形分系统(2)、光束变向优化组(3)；

所述光束变换传输组(1)、光束能量变换及整形分系统(2)、光束变向优化组(3)均设置在壳体内；

所述壳体上设有用于光束通过的通光孔；

所述光束变换传输组(1)由1～6个透镜组成，用于将光纤输出的光束进行横截面尺寸及光斑形状调整变换，可进行远距离传输；

所述光束能量变换及整形分系统(2)包括光束能量变换组(21)和光束整形组(22)；

所述光束能量变换组(21)由1～4个阵列透镜组成，用于对传输的光束能量分布进行调整变换；

所述光束整形组(22)由1～4个变换透镜组成，用于对光束形状进行整形变换，将传输光束变换为矩形形状光斑；

所述光束变向优化组(3)用于改变光束传播方向及对光束能量分布做调整优化；

所述光束能量变换组(21)设置在光束变换传输组(1)与光束整形组(22)之间，或者设置在光束整形组(22)与光束变向优化组(3)之间。

2.根据权利要求1所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：所述壳体包括同轴依次设置的第一壳体(4)和第二壳体(5)，第一壳体(4)沿轴向相对第二壳体(5)可做往复移动，用于调节所述光束变换传输组(1)与光束能量变换及整形分系统(2)之间的距离；

光束变换传输组(1)固定在第一壳体(4)上，光束能量变换及整形分系统(2)、光束变向优化组(3)固定在第二壳体(5)上；

所述第一壳体(4)的两端均设有通光孔，第二壳体(5)侧壁上与光束变向优化组(3)相对的位置设有通光孔。

3.根据权利要求2所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：所述光束变换传输组(1)与光束能量变换及整形分系统(2)之间的调节距离范围为0.6m～3m。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述光束变换传输组(1)包括沿光束方向依次设置的第一正透镜(11)、第二正透镜(12)、第三透镜(13)，所述第三透镜(13)为正透镜或负透镜。

5.根据权利要求4所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述光束能量变换组(21)包括依次设置的正光焦度第一透镜阵列(211)和正光焦度第二透镜阵列(212)；

第一透镜阵列(211)用于弱化中心能量，第二透镜阵列(212)用于进行光斑能量的匀化。

6.根据权利要求5所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述第一透镜阵列(211)包括阵列分布的四个透镜，所述四个透镜包括一个正透镜和三个负透镜、或者两个正透镜和两个负透镜、或者三个正透镜和一个负透镜。

7.根据权利要求6所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述光束整形组(22)包括依次设置的第一光束尺寸变换透镜和第二光束尺寸变换透镜，

所述第一光束尺寸变换透镜光焦度为正，由1～4个柱透镜组成，且曲面方向沿弧矢方向设置，

所述第二光束尺寸变换透镜光焦度为正，由1～4个柱透镜组成，且曲面方向沿子午方向设置。

8.根据权利要求7所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述第一光束尺寸变换透镜和第二光束尺寸变换透镜中柱透镜的数量、参数均相同。

9.根据权利要求1所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述光束变向优化组(3)为反射镜或棱镜。

10.根据权利要求9所述的一种输出矩形光斑的长工作距离内孔熔覆光学系统，其特征在于：

所述反射镜为平面反射镜，与入射光束呈45度。