專利名稱：一種激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于高功率激光器中、可在目標(biāo)靶面獲得均勻的光斑強(qiáng)度分布，并且可靈活地改變目標(biāo)光斑的大小的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，屬于激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
高功率激光器在科學(xué)研究及工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，這類激光器對光束的輻照均勻性提出很高的要求，但是一般情況下激光器產(chǎn)生的光束光強(qiáng)呈高斯分布而不是均勻分布，而且光束在傳輸過程中不可避免地存在強(qiáng)度和相位的畸變，影響其在目標(biāo)靶面的輻照質(zhì)量。目前，透鏡列陣是應(yīng)用較廣泛的一種光束整形和勻滑器件，它由多個小透鏡元構(gòu)成， 通過分割激光束來降低光束近場畸變的影響。但是由于激光具有高度的相干性，被分割的子光束在目標(biāo)靶面重疊時會產(chǎn)生細(xì)密的干涉條紋，造成光斑內(nèi)部光強(qiáng)不均勻，在一些要求比較嚴(yán)格的應(yīng)用場合這種小尺度的強(qiáng)度調(diào)制是不允許的。另外，不同的科研或工業(yè)應(yīng)用場合對光斑大小和形態(tài)有不同的要求，目前一般只能通過更換光學(xué)系統(tǒng)元件來滿足不同的要求，實際操作起來費時費力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種可靈活地改變目標(biāo)光斑的大小，而且通過破壞激光束的時間和空間相干性可消除光斑內(nèi)部細(xì)密的干涉條紋的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明設(shè)計合理，方便實用。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，包括有依次排列的對入射的窄帶激光束進(jìn)行頻率展寬的相位調(diào)制器、使寬帶激光在空間展開的色散光柵、將激光束分割成大量子光束的正透鏡列陣及負(fù)透鏡列陣、使激光束在目標(biāo)靶面形成均勻光斑的聚焦透鏡，且相位調(diào)制器、色散光柵、正透鏡列陣、負(fù)透鏡列陣、聚焦透鏡的光軸在同一直線上。上述正透鏡列陣包括有若干個相同的正小透鏡元，小透鏡元的口徑為d,焦距為Λ。上述負(fù)透鏡列陣包括有若干個相同的負(fù)小透鏡元，小透鏡元的口徑為 /，焦距為 f2,正透鏡列陣的小透鏡元的口徑J與負(fù)透鏡列陣的小透鏡元的口徑d相同。上述正透鏡列陣與負(fù)透鏡列陣之間的距離為·5。上述聚焦透鏡的焦距為f。上述光束在聚焦透鏡的焦面上形成大小為a的均勻光斑，光斑大小與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于包括有依次排列的對入射的窄帶激光束進(jìn)行頻率展寬的相位調(diào)制器(1)、使寬帶激光在空間展開的色散光柵(2)、將激光束分割成大量子光束的正透鏡列陣(3)及負(fù)透鏡列陣(4)、使激光束在目標(biāo)靶面形成均勻光斑的聚焦透鏡(5)，且相位調(diào)制器(1)、色散光柵(2)、正透鏡列陣(3)、負(fù)透鏡列陣(4)、聚焦透鏡 (5)的光軸在同一直線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述正透鏡列陣(3) 包括有若干個相同的正小透鏡元，小透鏡元的口徑為^焦距為/；。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述負(fù)透鏡列陣(4) 包括有若干個相同的負(fù)小透鏡元，小透鏡元的口徑為A焦距為/2，正透鏡列陣(3)的小透鏡元的口徑V與負(fù)透鏡列陣(4)的小透鏡元的口徑d相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述正透鏡列陣(3) 與負(fù)透鏡列陣(4)之間距離為a
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述聚焦透鏡(5)的焦距為f。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述光束在聚焦透鏡 (5)的焦面上形成大小為a的均勻光斑，光斑大小與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述負(fù)透鏡列陣(4) 固定不動，正透鏡列陣(3)能沿光軸移動。
全文摘要
本發(fā)明是一種激光束均勻輻照光學(xué)系統(tǒng)。包括有依次排列的對入射的窄帶激光束進(jìn)行頻率展寬的相位調(diào)制器、使寬帶激光在空間展開的色散光柵、將激光束分割成大量子光束的正透鏡列陣及負(fù)透鏡列陣、使激光束在目標(biāo)靶面形成均勻光斑的聚焦透鏡，且相位調(diào)制器、色散光柵、正透鏡列陣、負(fù)透鏡列陣、聚焦透鏡的光軸在同一直線上。本發(fā)明由于被相位調(diào)制器和色散光柵展寬后的激光束包含大量分立的頻率分量，每種頻率分量所形成的光斑在目標(biāo)靶面非相干疊加，所以光斑內(nèi)部的細(xì)密干涉條紋也會被抹平，這樣，目標(biāo)焦面上可獲得輻照均勻的光斑，而且光斑大小可靈活地調(diào)節(jié)，使用一套光學(xué)系統(tǒng)即可方便地滿足不同條件下對光斑的要求。
文檔編號G02B27/09GK102253493SQ20111017477
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者江秀娟 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)