[实用新型]一种利用双楔角片实现连续折射角度调节的装置

说明书

一种利用双楔角片实现连续折射角度调节的装置：套接在一起的活动环A和活动环B，活动环A和活动环B内分别安装楔角片A和楔角片B，活动环A另一端套接作为安装架的固定环；活动环B可单独相对活动环A和转动，带动楔角片A和楔角片B相对转动，实现折射角在最小和最大角度间调节；活动环A可以带动活动环B整体相对固定环转动，使楔角片A和楔角片B同步转动，实现折射方向360°调节。本实用新型提一种利用双楔角片实现任意折射角度调节的装置，利用该装置可实现准直光束二维角度调节。该装置具有尺寸紧凑，调节精度高，结构稳定等特点。

技术领域

本实用新型属于光学器件技术领域，尤其涉及光折射角度和方向的调节装置，具体来说本实用新型提供一种利用双楔角片实现连续折射角度调节的装置。

背景技术

在激光或者光纤准直器系统中，常常需要对准直光束的角度进行精确的调节，使得激光光束或者一个光纤准直器的准直光束能够精确耦合到另一个准直器中，由此通常需要高精度的调节架来实现此功能，如使用二维调节架来实现激光准直光束的垂直方向和水平方向的角度调节，从而使得激光准直光束能够按预定方向传输。此类调节架往往结构复杂，尺寸较大，无非集成到某些小型系统中。为克服现有技术的不足，本实用新型提一种利用双楔角片实现任意折射角度调节的装置，利用该装置可实现准直光束二维角度调节。该装置具有尺寸紧凑，调节精度高，结构稳定等特点。

发明内容

首先结合图1至图3说明本实用新型的原理：

如图1中的a图所示，当一束光束，小角度经过一个楔角片后，会产生一定角度的折射，即光束经过楔角片后会产生一个折射角β。对于小角度入射β是个常数，由楔角片的抛角α和折射率n决定：β＝α(n-1)。

如图1中b图，利用两片同样材料同样抛角的楔角片，分别命名为楔角片A和楔角片B，组合成楔角片组。将当楔角片A和楔角片B互相镜像放置，两个楔角片向同一个方向产生一个折射角度β，光束经楔角片组后角度改变为2β。2β也为该楔角片组所能达到的最大折射角。

如图1中c图，将当楔角片A和楔角片B互相倒置180°放置，这样两个楔角片的楔角角度完全补偿，当光束经过楔角片组，光束角度不产生改变，只有微弱的位移。

如图1中d图，使楔角片B相对楔角片A在0°～360°内作同轴旋转，则楔角片B相对于A每旋转1°度，便会增减(2β/180)°的偏折角。由此可以得到连续变化的折射角θ，0≤θ≤2β。

如图1中e图，在d图基础上将楔角片组同时一体作同轴旋转，既可以全方位作偏折角扫描。通过楔角片A和楔角片B之间的旋转配合可使得通过组件的光束，在0～2β范围内，任意方向调节。将光投射一板上，当折射角为θ时，楔角片组旋转360°光束扫描的轨迹可得到一个圆。当θ＝2β时，得到最大的圆。由于0≤θ≤2β，光束轨迹可达到最大圆内的任何一点。也就是说，将楔角片B相对楔角片A同轴旋转时，可在0≤θ≤2β范围内任意调节折射角；将楔角片整体旋转时，可任意调节折射方向；两者组合，光束可0≤θ≤2β范围内作任意方向的扫描。

同理，如果楔角片A和楔角片B的折射角不同，分别为β_A和β_B，则∣β_A-β_B∣≤θ≤(β_A+β_B)。通过楔角片组的光束可在∣β_A-β_B∣≤θ≤(β_A+β_B)范围内作任意方向的扫描。

进一步地，还可以作不同的扩展：

一种扩展如图2所示：在楔角片的通光面上可以做不同功能的镀膜(如特定比例反射、滤波等)，同时实现不同的功能和光束方向调节作用，比如在楔角片A的表面镀红光反射膜，蓝光通过的滤波膜，当光束通过该组件时候，不但可以对通过的蓝光进行方向调节，还可以实现对红光的滤波。当然，不限于红光反射，还可以是镀其他色光的反射膜，可以是镀在两个楔角片的任何一个通光面上。