[发明专利]利用凹透镜和标准角锥棱镜实现反射光束扩散的方法

摘要

本发明公开了一种利用凹透镜和标准角锥棱镜实现反射光束扩散的方法，目的是既提高反射光斑辐照强度圆周均匀性，又降低加工成本。技术方案是先确定圆切割标准角锥棱镜及凹透镜的通光口径D；接着加工通光口径为D的圆切割标准角锥棱镜和凹透镜；将凹透镜和圆切割标准角锥棱镜组装在一起，凹透镜中心轴与圆切割标准角锥棱镜入射面垂直，圆切割标准角锥棱镜对光束进行反射，凹透镜对光束进行扩散，反射光在探测器处形成一个实心光斑。本发明解决了角误差方法中反射光斑辐照强度圆周不均匀导致反射光强度忽强忽弱的问题，且只需一个圆切割标准角反射器和凹透镜，结构简单，降低了光学元件的个数和加工难度，降低了加工成本。

主权项

一种利用凹透镜和标准角锥棱镜实现反射光束扩散的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，由用户给出的反射面积S确定圆切割标准角锥棱镜(1)及凹透镜(2)的通光口径：圆切割标准角锥棱镜(1)的通光口径凹透镜(2)的通光口径与圆切割标准角锥棱镜(1)的通光口径D相等；第二步，加工通光口径为D的圆切割标准角锥棱镜(1)；第三步，根据反射光束的扩散半角θ即用户给出的设计目标值，设计加工通光口径为D、凹透镜(2)中心处厚度为d、曲率半径分别为Rc1和Rc2的凹透镜(2)，Rc1和Rc2分别为凹透镜(2)两个曲面的半径，凹透镜(2)关于其中心轴OO’圆周旋转对称；第四步，将凹透镜(2)和圆切割标准角锥棱镜(1)组装在一起：凹透镜(2)的对称轴经过圆切割标准角锥入射面的中心点，即凹透镜(2)中心轴与圆切割标准角锥棱镜(1)入射面垂直；凹透镜(2)靠近圆切割标准角锥棱镜(1)一侧的曲面中心点与圆切割标准角锥棱镜(1)入射面的距离为d0，Rc为凹透镜(2)靠近圆切割标准角锥棱镜(1)一面的曲率半径；曲率半径为Rc1的一面靠近圆切割标准角锥棱镜(1)时，Rc＝Rc1，当曲率半径为Rc2的一面靠近圆切割标准角锥棱镜(1)时，Rc＝Rc2；入射光线经过凹透镜(2)后进入圆切割标准角锥棱镜(1)，反射光束从圆切割标准角锥棱镜(1)出射后再进入凹透镜(2)后出射；圆切割标准角锥棱镜(1)负责对光束进行反射，凹透镜(2)负责对光束进行扩散，反射光在远场即探测器处形成一个半径为R的实心光斑，R＝ds·tanθ，其中ds为远场即探测器与凹透镜(2)的距离。