[发明专利]紧凑型光纤激光扩束准直系统

说明书

本发明提供一种紧凑型光纤激光扩束准直系统，包括激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、成像器件、凹透镜和凸透镜。所述异形镜至少具有用于主激光入射的第一侧面、用于主激光出射以及目标反射或散射光入射的第二侧面、用于成像的目标反射或散射光出射的第三侧面和用于监测光出射的第四侧面。本发明在传统光纤准直系统中引入异形镜，可同时实现激光扩束准直发射、目标成像和发射激光性能监测等多种功能，具有结构紧凑、使用方便等优势。

技术领域

本发明涉及光纤激光器件技术领域，特指一种紧凑型光纤激光扩束准直系统。

背景技术

扩束准直被广泛应用在光纤激光器的各种应用场合中，用于压缩光纤输出的大发散角光束和准直发射。

然而目前的扩束准直系统功能单一，如果要同时实现激光扩束准直、目标成像和激光性能监测等多种功能，往往要设置比较多的分光光路，涉及到大量光学器件，系统复杂，体积规模大，便携性差，使用不方便。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种紧凑型光纤激光扩束准直系统，可同时实现激光扩束发射、发射激光分光采样和目标成像。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：

紧凑型光纤激光扩束准直系统，包括激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、成像器件、凹透镜和凸透镜。

所述异形镜至少具有用于主激光入射的第一侧面、用于主激光出射以及目标反射或散射光入射的第二侧面、用于成像的目标反射或散射光出射的第三侧面和用于监测光出射的第四侧面；

主激光经激光准直发射端帽准直输出后，入射到异形镜的第一侧面，大部分主激光经异形镜的第二侧面透射出来并经凹透镜与凸透镜组成的伽利略式望远镜进行扩束后发射到空间目标；小部分主激光作为监测光经异形镜的第二侧面反射到异形镜的第四侧面并经第四侧面输出耦合进入采样监测端帽，采样监测端帽外接激光监测系统实现激光监测。来自目标的目标反射或散射光作为成像光依次经过凸透镜、凹透镜后入射到异形镜的第二侧面，在异形镜的第一侧面处反射并反射到异形镜的第三侧面，经第三侧面输出到成像反射镜，进入成像器件的成像镜头，经成像器件实现目标成像。

作为本发明的优选方案，所述激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、凹透镜和凸透镜均固定设置在镜筒内。镜筒可采用不锈钢、合金铝等金属材料制成，镜筒用于实现前述光学元器件的安装固定。

作为本发明的优选方案，主激光来自于光纤激光器，光纤激光器的输出光纤与激光准直发射端帽光纤熔接。所述激光准直发射端帽可采用激光出射面为球面的商用光纤端帽，激光准直发射端帽光纤型号与所用光纤激光器的输出光纤型号匹配，激光准直发射端帽的激光出射面为球面，并镀主激光波长增透膜，能够对主激光进行准直，耐受激光功率情况及输出激光光束尺寸根据实际输出功率及多功能准直器的研制方案确定。

作为本发明的优选方案，采样监测端帽可采用激光入射端面为球面的商用光纤端帽，采样监测端帽光纤可选用单模光纤或多模光纤，采样监测端帽的激光入射端面尺寸与监测光尺寸匹配，采样监测端帽的激光入射端面镀监测光波长增透膜。

作为本发明的优选方案，成像反射镜可采用商用反射镜，其基底材料不限。成像反射镜的反射面镀成像光波长高反膜，成像反射镜的镜面尺寸大于成像光光束尺寸，安装时确保成像反射光光轴与主激光光轴平行。

作为本发明的优选方案，成像镜头可采用商用成像镜头，在成像光波长/波段高透，其成像质量和口径大小可根据实际应用情况确定，成像镜头的安装位置须确保成像光焦平面位于成像器件成像面上。

作为本发明的优选方案，成像器件可采用商用光纤传像束或CCD器件，可根据实际应用情况确定成像器件的性能指标，使用光纤传像束可以获得更加紧凑的体积，但会损失成像光能量和成像分辨率。