[发明专利]由塑料制成的无热激光光学器件

说明书

本发明涉及一种用于生成聚焦在焦点上的激光辐射的无热化装置，该装置包括透镜和塑料壳体以及用于调节物距S1的无源调节系统。该无源调节装置具有有效热膨胀系数

技术领域

本发明涉及用于生成集中到焦点的激光辐射的装置的无热化。

背景技术

DE112006002396披露了温度补偿激光聚焦光学器件，其中在激光源与聚焦透镜之间设置有具有低热膨胀系数的间隔件。这种布置能够降低温度依赖性，但不能补偿焦点位置的温度依赖性。

US6650412披露了通过弯曲元件对光学装置进行温度补偿。这种布置需要昂贵的金属部件。

EP0932113披露了一种具有由塑料制成的聚焦透镜的波长相关热补偿光学系统。这里提出的是，在聚焦透镜下游的光束路径中设置衍射光学元件，通过该衍射光学元件补偿透镜焦距的热变化。US5410563披露了一种通过透镜和菲涅耳透镜准直激光光束的布置。

衍射元件和菲涅耳透镜的缺点是效率低。而且，在衍射元件处会发生后向反射，这会破坏激光谐振腔。

US6292312披露了无热化透镜固持器。作为由不同范围的同心管组成的已知管布置的替代方案，推荐具有倾斜外锥形壳体的元件。这种元件可以是非线性的，并允许在有限的温度范围内进行补偿。

EP0564376披露了一种无热化准直，其中补偿环的效果可以通过安装在挠曲轴承上的挠曲板上的杠杆作用来增强。为此，需要复杂的挠性轴承。

GB2254959披露了通过具有不同热膨胀系数的两个同心套筒对激光器的准直透镜进行无热化。此补偿忽略了激光波长的温度依赖性。而且，没有考虑壳体材料的热膨胀。因此，仅可以在有限的温度范围内进行补偿。

EP0318970披露了一种具有温度补偿准直器的激光元件。

US4861137披露了一种具有双金属元件的透镜固持器，以便补偿焦距塑料透镜之一的温度依赖性。

US4720168披露了关于结合聚焦透镜色散的激光器波长依赖性来矫正焦距。

Ali H.Al-Hamdani和Raghad I.Ibrahim的“Athermalization of OpticalSystems in Infrared[红外光学系统的无热化]”(《国际现代工程技术杂志》[International Journal of Current Engineering and Technology]，第5卷，第5期，第3162-3165页，(2015年))披露了通过沿光轴布置在焦平面后方的具有不同热膨胀系数的元件的组合来移动焦平面，以便补偿透镜的温度依赖性。

发明内容

本发明的目的是指定一种用于生成集中到焦点的激光辐射的廉价装置，该装置可在宽温度范围内操作。

本发明的用于生成集中到焦点的激光辐射的装置可以廉价地生产并且可在宽温度范围内操作。有利地是，该装置仅需要由塑料制成的单个透镜。可以不必使用昂贵的玻璃透镜或消色差透镜组合。

该目的通过如下所述的一种用于生成集中到焦点的激光辐射的廉价装置及其用途来实现。

用于生成集中到焦点的激光辐射的装置包括

·激光二极管，该激光二极管具有中心波长λ和该中心波长的温度依赖性

·透镜，该透镜具有焦距f、由具有折射率n、折射率的波长依赖性折射率的温度依赖性和热膨胀系数α_L的第一塑料制成，其中该透镜在该焦点处产生该激光辐射的光学图像，并且该光学图像具有物距s₁，

·壳体，该壳体由具有热膨胀系数α₂的第二塑料制成，