專利名稱：激光光束整形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與激光光束整形有關(guān)，特別是一種將矩形激光光束與線狀激光光束相應(yīng)轉(zhuǎn)換的光束整形裝置。
背景技術(shù)：
在先技術(shù)中，為了使激光在一定面積上均勻掃描，采用分步重復(fù)掃描的方法，即在一定的Y值處，矩形光束按X方向重復(fù)掃描，再移動(dòng)至Y’處，光束在X方向重復(fù)掃描。這里存在矩形光斑之間的接縫處不均勻。(見(jiàn)方愛(ài)平等“紫外激光能量密度對(duì)聚脂纖維處理后的表面形貌影響”，應(yīng)用激光21(6)365-368 2001)為了解決上述缺陷，在先技術(shù)(P.Y.Wang Beam shaping optic deliverhigh power beams Laser Focus World Dec.P115-118.2001)采用二組直角棱鏡來(lái)達(dá)到上述目的。但是該裝置成本較高，給實(shí)際應(yīng)用也帶來(lái)不便。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述在先技術(shù)的不足，提供一種激光光束整形裝置，它的結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，而且不僅可用于將矩形激光光束整形為線狀激光光束，而且還可將線狀光束變換為矩形光束，從而保證在X方向上光束的均勻性，只要保證光束在Y方向上均勻移動(dòng)，即可改善整個(gè)激光處理表面的光強(qiáng)均勻性。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種激光光束整形裝置，其特征在于它由n塊結(jié)構(gòu)相同的棱鏡構(gòu)成，每塊棱鏡具有相互垂直的入射面和出射面，兩個(gè)反射面中，其中一個(gè)反射面與入射面)的夾角為45°，另一反射面與出射面的夾角為45°，每塊棱鏡的厚度b等于入射光斑寬度的1/n，棱鏡的寬度a等于入射光斑的高度，該n塊棱鏡在X軸方向按棱鏡寬度a依次排列，在Y軸方向按棱鏡厚度b依次錯(cuò)位排列。
所述棱鏡的入射面和出射面鍍有所用激光波長(zhǎng)的增透膜，其兩個(gè)反射面鍍有所用激光波長(zhǎng)的高反射膜。
所述棱鏡是由透紫外的石英制成。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型裝置可將矩形光束整形成線狀光束，也可將線狀光束變成矩形光束，從而保證了在X方向上光束的均勻性。只要保證光束在Y方向上均勻移動(dòng)，就可以改善整個(gè)激光處理表面的光強(qiáng)均勻性；本實(shí)用新型的光束整形裝置適用于光斑為矩形的各類激光器，對(duì)于不同光斑尺寸及不同波長(zhǎng)的激光器只要設(shè)計(jì)加工不同尺寸的特殊棱鏡；本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。


圖1為本實(shí)用新型激光光束整形裝置實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型激光光束整形裝置由n塊結(jié)構(gòu)相同的棱鏡構(gòu)成，每塊棱鏡i具有相互垂直的入射面i1和出射面i2，還有兩個(gè)反射面i3和i4，反射面i3與入射面i1的夾角為45°，反射面i4與出射面i2的夾角為45°，每塊棱鏡i的厚度b等于入射光斑寬度的1/n，棱鏡i的寬度a等于入射光斑的高度，該n塊棱鏡i在X軸方向按棱鏡寬度a依次排列，在Y軸方向按棱鏡厚度b依次錯(cuò)位排列。
所述棱鏡i的入射面i1和出射面i2鍍有所用激光波長(zhǎng)的增透膜，其反射面i3和i4鍍有所用激光波長(zhǎng)的高反射膜。
所述棱鏡i是由透紫外的石英制成的。
圖1中n＝5，該五塊棱鏡在X方向上按棱鏡寬度a依次排列。在Y方向上按棱鏡厚度b錯(cuò)位排列，各棱鏡的排列起點(diǎn)如下棱鏡1，Y＝0；棱鏡2，Y＝b；棱鏡3，Y＝2b；棱鏡n，Y＝(n-1)b。當(dāng)經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直以后的入射光束8(其光斑寬度為nb，高度為a)入射到棱鏡堆以后，它為n個(gè)棱鏡分成n個(gè)子光束，圖1中以n＝5為例子，5個(gè)子光束以10，11，12，13，14表示。子光束10經(jīng)棱鏡1的二個(gè)反射面13和14的反射到達(dá)光斑15的位置，其空間分布轉(zhuǎn)動(dòng)90°，而尺寸形狀不變。同理，子光束11，12，13和14分別到達(dá)光斑16，17，18和19的位置。經(jīng)過(guò)這一個(gè)整形，使寬度為5b，高度為a的光斑整形成寬度為5ab不變。其材料必須對(duì)激光工作波長(zhǎng)具有很小的吸收系數(shù)。光入射面i1及出射面i2要有對(duì)激光波長(zhǎng)的增透膜。
輸入光采用3.2×4cmXeCl準(zhǔn)分子激光。波長(zhǎng)為308nm，棱鏡用透紫外JCS1石英制成，每片尺寸為a＝4cm，nb＝3.2cm，取n＝8。棱鏡二個(gè)表面i1，i2有308nm增透膜。經(jīng)過(guò)光束整形輸出光斑為32×0.4cm。由于光斑在長(zhǎng)度方向?yàn)?2cm，它可以滿足一般筆記本電腦平板顯示器(寬度為30cm左右)的激光退火加工。
權(quán)利要求1.一種激光光束整形裝置，其特征在于它由n塊結(jié)構(gòu)相同的棱鏡構(gòu)成，每塊棱鏡(i)具有相互垂直的入射面(i1)和出射面(i2)，兩個(gè)反射面(i3)和(i4)，反射面(i3)與入射面(i1)的夾角為45°，反射面(i4)與出射面(i2)的夾角為45°，每塊棱鏡(i)的厚度b等于入射光斑寬度的1/n，棱鏡(i)的寬度a等于入射光斑的高度，該n塊棱鏡(i)在X軸方向按棱鏡寬度a依次排列，在Y軸方向按棱鏡厚度b依次錯(cuò)位排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光束整形裝置，其特征在于所述棱鏡(i)的入射面(i1)和出射面(i2)鍍有所用激光波長(zhǎng)的增透膜，其反射面(i3)和(i4)鍍有所用激光波長(zhǎng)的高反射膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光光束整形裝置，其特征在于所述棱鏡(i)是由透紫外的石英制成。
專利摘要一種激光光束整形裝置，其特征在于它由n塊結(jié)構(gòu)相同的棱鏡構(gòu)成，每塊棱鏡具有相互垂直的入射面和出射面，兩個(gè)反射面中，其中一個(gè)反射面與入射面的夾角為45°，另一反射面與出射面的夾角為45°，每塊棱鏡的厚度b等于入射光斑寬度的1/n，棱鏡的寬度a等于入射光斑的高度，該n塊棱鏡在X軸方向按棱鏡寬度a依次排列，在Y軸方向按棱鏡厚度b依次錯(cuò)位排列。本實(shí)用新型裝置將矩形光束整形為線狀光束，也可將線狀光束變成矩形光束，而且結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，輸出光束的光強(qiáng)均勻性較好。
文檔編號(hào)G02B5/04GK2611929SQ03229129
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者樓祺洪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所