[实用新型]基于方块结构的扩束准直器及其光路调节装置有效
申请号: | 201921843651.1 | 申请日: | 2019-10-30 |
公开(公告)号: | CN210864218U | 公开(公告)日: | 2020-06-26 |
发明(设计)人: | 金新刚 | 申请(专利权)人: | 嘉兴旭锐电子科技有限公司 |
主分类号: | G02B27/30 | 分类号: | G02B27/30;G02B27/09 |
代理公司: | 浙江一墨律师事务所 33252 | 代理人: | 李为 |
地址: | 314006 浙江省嘉*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 方块 结构 扩束准直器 及其 调节 装置 | ||
本实用新型提供一种基于方块结构的扩束准直器及其光路调节装置。所说的基于定位方块的扩束准直器包括定位方块、点光源和透镜,定位方块的底面为平面,有至少一个定位侧面,上表面安装点光源;点光源位于透镜的焦平面上,透镜通过透镜架固定在定位方块上。所说的光路调节装置包括一个底板、一个侧面靠体、一个光靶或反射镜;光靶或反射镜有一个水平底面,一个与靶面或镜面垂直的定位侧面。将点光源固定在定位方块上设定的位置,利用光靶上的光斑或反射镜的反射光为参照,将透镜调节到需要的位置,用透镜架将透镜和定位方块固定。利用该结构和方法可以精确控制准直扩束光束的位置和角度,从而使得光路的对准变得简单,大大降低系统的复杂度。
技术领域
本实用新型属于光学技术领域,涉及光学器件和调光系统,特别涉及一种基于方块结构的扩束准直器及其光路调节装置。
背景技术
在传统光学系统中,光学材料、结构之间存在各类公差,光束经过准直扩束后的位置,角度很难准确控制。在常规光学耦合系统中,尤其在一些长工作距离的系统中,需要利用一些高精度调节装置对光路进行精确的调节,极大的增加了光路系统的复杂性,提高了光路调节的难度。本实用新型提出了基于方块结构的扩束准直器及其光路调节装置,利用该结构可以精确控制准直扩束光束的位置和角度,从而使得光路的对准变得简单,大大降低系统的复杂度。
发明内容
在该定向扩束准直器中,可以是半导体激光器、光纤、波导等作为点光源输出,然后利用透镜,将光源进行扩束准直。该结构的总体思路是,利用点光源的位置来确定准直光束的位置,利用透镜和点光源的相对位置调节来实现准直光束的方向的精确控制。
图1a和图1b是透镜成像原理图。由经典透镜成像原理可知,当点光源位于透镜的焦平面时,经过透镜形成一束平行光。如图1a所示:当点光源位于光轴上的时候,该平行光与光轴相互平行,且平均分布在光轴两侧。如图1b所示:而当光轴位置发生移动,产生一个微小位移量△x,点光源经过透镜准直后,输出平行光会与光轴产生一个夹角θ,已知透镜焦距为 f,可知θ=atan(△x/f)。而如果点光源偏离焦平面(即点光源与透镜的距离,大于或小于焦距),经过透镜的光束将不是平行光(发散或收缩)。
在申请人的ZL201910669312.4号名称为“一种利用方块结构实现可重构的光学定位系统和方法”的发明专利申请中,提出一种利用方块结构定位的光学系统。在本实用新型中利用并延伸了上述申请中的方块定位结构。通过调节透镜相对点光源的位置,实现光路的调节。
本实用新型基于定位方块的扩束准直器(以下也会简称为扩束准直器),包括定位方块、点光源和透镜,定位方块的底面为平面,所有侧面中至少一个为定位侧面,上表面安装点光源;透镜的光轴方向同时平行于定位方块的底面和其中一个定位侧面,点光源位于透镜的焦平面上,可以在光轴上(即焦点位置),也可以根据特殊的光路需要与光轴错开;透镜通过透镜架固定在定位方块上。当点光源与光轴错开时,输出平行光与光轴产生一个夹角θ。本发明所说的定位方块的形状不限于六面体,可以是各种柱体;所说的定位方块的侧面指的是除底面和上表面之外的所有的面,而不是局限于位于光轴两侧的平面。
所说的点光源为光纤时,在定位方块的上表面设置定位槽,定位槽平行于定位方块的底面和定位侧面,光纤设置在定位槽中或将带光纤的陶瓷插芯或者毛细管设置在定位槽中并固定。
在同一个定位方块上可以设置多个点光源和对应的透镜结构。对应每个透镜有一个独立的透镜架或对应所有透镜有一个集成透镜架,在同一个定位方块上形成含有多个单体扩束准直器的阵列式扩束准直器。
对于调节后点光源位于焦点的同规格的扩束准直器,放置于同一个底板上,并且靠于同一个侧面靠体的时,能够准确耦合。
本实用新型还提供了对上述基于定位方块的扩束准直器光路进行调节的调节装置:
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