[实用新型]一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜

说明书

一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜，包括位于光线入射侧的非球面准直透镜和位于光线出射侧的鲍威尔透镜，非球面准直透镜和鲍威尔透镜通过柱状连接体连接，非球面准直透镜、鲍威尔透镜、柱状连接体的轴线均与入射光光轴重合，光线由非球面准直透镜的非球面准直面入射，经过柱状连接体后由鲍威尔透镜的鲍威尔面出射；本实用新型结构紧凑，容易安装和调整，不会发生偏心和倾角；将鲍威尔透镜的焦距置于透镜外，克服了鲍威尔透镜不适用于大功率激光器的固有缺陷；光束整形微透镜设置了拔模角，便于脱模，经设计仿真，该方案对于60°束散角，均匀性高达97％；经实际加工后测验，均匀性依然有92.8％，远高于现阶段行业水平。

技术领域

本实用新型涉及激光光束整形透镜技术领域，尤其涉及一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜。

背景技术

激光出射光有快慢轴，且强度分布为高斯光束，而实际应用中，常需要均匀线光束，这就需要进行光束整形。现有激光光束整形的方案：1)柱透镜，柱透镜可实现光束的扇形展宽。该方案结构紧凑、易于装配，但光强从光束中心向两边快速衰减，光束分布的均匀性较差；2)抛物面反射镜，该方案结紧凑、易于装配，但光束分布均匀性差；3)光纤阵列，通过角度拼接，构成扇形发射阵列，从而实现扇形光束输出，光纤的本征模式可对光束进行均匀化，该方案光束均匀性较高，但结构复杂、装调复杂、对稳定性要求高；4)多片透镜式，存在装配时透镜间偏心、倾角等问题；5)鲍威尔棱镜是当前公认的结构紧凑、高均匀度线性光束实现方案，但焦点位于透镜内，不适用于大功率激光器，或者激光器长时间处于工作状态。

现有的激光光束整形方案存在均匀性差、有偏心和倾角、结构复杂、装调难度大和不适用于大功率激光器或者激光器长时间工作等问题，所以设计一款实现高均匀性线光束、无偏心和倾角、适用于大功率激光器或者激光器长时间工作、紧凑型的光束整形透镜，成了亟需解决的问题。

实用新型内容

为了解决光束整形透镜结构不紧凑、均匀性不高、不适用于大功率激光器、多片镜片装配时不同轴或倾斜的技术问题，本实用新型的目的是提供一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜。

本实用新型所采用的技术方案是：一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜，包括位于光线射入侧的非球面准直透镜和位于光线射出侧的鲍威尔透镜，非球面准直透镜和鲍威尔透镜通过柱状连接体连接，非球面准直透镜、鲍威尔透镜、柱状连接体的轴线均与入射光光轴重合，光线由非球面准直透镜的非球面准直面入射，经过柱状连接体后由鲍威尔透镜的鲍威尔面出射。

进一步的，所述非球面准直透镜和鲍威尔透镜的外表面上均镀有光学增透薄膜。

进一步的，所述柱状连接体厚度不大于五毫米。

进一步的，所述柱状连接体包括中间部和两个对称设置在中间部两端的翼部，所述非球面准直透镜和鲍威尔透镜的两侧分别通过两个翼部固定连接。

进一步的，所述翼部上设置有定位点胶孔。

进一步的，所述的非球面准直透镜、柱状连接体和鲍威尔透镜上均设置有拔模角。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所述的一种形成均匀线光束的大功率紧凑型光束整形透镜，结构紧凑，容易安装和调整，不会发生偏心和倾角；本实用新型中光束由鲍威尔透镜射出，即逆用鲍威尔透镜，使得鲍威尔透镜的焦点从透镜内转换到了透镜外，从而克服了鲍威尔透镜不适用于大功率激光器或不宜长时间使用的缺陷；同时逆用鲍威尔透镜，也便于将鲍威尔透镜与准直透镜进行结合，结构更紧凑，且克服了多片透镜装配时的偏心、倾角的问题；非球面准直透镜将激光快、慢轴光束同步均准直为平行光束或者将仅将慢轴光束准直为平行光束而快轴光束保留一定的发散角，可以根据光束整形透镜的整体设计目标灵活调整非球面设计目标，降低非球面设计难度，或者借助快轴保留的发散角，实现该光束整形透镜整体的更大发散角；翼部上设置有定位点胶孔，便于透镜的定位校准、也便于定位后的点胶与固定。