[实用新型]一种用于产生多个局域空心区域光束的光学系统

摘要

本实用新型揭示了一种用于产生多个局域空心区域光束的光学系统，该系统包括在同一光路上依次设置的激光器、准直扩束系统、孔径光阑、多阶梯锥面透镜，准直扩束系统用于对所述激光器发出的激光光束进行准直并扩束，使激光光束准直扩束输出，在准直扩束系统与多阶梯锥面透镜之间还设置有用于对激光光束进行限制的孔径光阑，多阶梯锥面透镜入射面为平面，出射面包括至少三个同心设置的圆锥面，自锥顶至锥底，各圆锥面的底角依次减小。该光学系统可以实现在光轴上同时产生至少两个局域空心区域光束，实现多层面的粒子囚禁和操控，该系统结构简单，除了光阑孔遮挡及元件表面反射造成的能量损失外，几乎没有其他能量损耗，具有光转换效率高的优点。

主权项

1.一种用于产生多个局域空心区域光束的光学系统，其特征在于：包括激光器、准直扩束系统、孔径光阑、多阶梯锥面透镜，所述激光器沿光轴Z方向放置，所述激光器、准直扩束系统、孔径光阑、多阶梯锥面透镜在同一光路上依次设置；所述激光器用于产生激光，所述激光器和准直扩束系统间隙设置，所述准直扩束系统用于对所述激光器发出的激光光束进行准直并扩束，使所述激光光束准直扩束输出，在所述准直扩束系统与多阶梯锥面透镜之间还设置有用于对激光光束进行限制的孔径光阑；所述多阶梯锥面透镜入射面为平面，出射面包括至少三个同心设置的圆锥面，自锥顶至锥底，各圆锥面的底角依次减小，出射面包括锥面底角为γ₁的第一锥面，锥面底角为γ₂的第二锥面和锥面底角为γ₃的第三锥面，所述第一锥面、第二锥面和第三锥面由多阶梯锥面透镜的中轴线开始依次向外同心设置，且锥面底角的关系为γ₁>γ₂>γ₃，准直激光束经第一锥面、第二锥面和第三锥面折射后形成三束分离的会聚角依次减小的第一锥形光束、第二锥形光束和第三锥形光束，在光轴位置，第一锥形光束与第二锥形光束分离形成第一光束局域空心区域，第二锥形光束与第三锥形光束分离形成第二光束局域空心区域。