專(zhuān)利名稱(chēng)：一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器。
背景技術(shù)：
激光器發(fā)出的光束直徑很細(xì)小，通常只有零點(diǎn)幾到幾毫米，激光光束的這些特性 在某些方面是很有用的，然而在激光全息、光信息處理、激光照明、激光測(cè)距等領(lǐng)域中需要 的是寬光束，激光擴(kuò)束器的作用就是把窄細(xì)的激光光束擴(kuò)束變成寬闊的準(zhǔn)直光束，同時(shí)降 低激光束的發(fā)散角。激光束發(fā)散角越小代表激光束準(zhǔn)直性越高。 對(duì)于一個(gè)擴(kuò)束倍率為M倍的擴(kuò)束器，經(jīng)過(guò)該擴(kuò)束器擴(kuò)束后的激光束的發(fā)散角與未 被擴(kuò)束的激光束相比，發(fā)散角縮小了 M倍；同時(shí)擴(kuò)束后的在擴(kuò)束器出口處的激光束光斑直 徑與擴(kuò)束前在擴(kuò)束器入口處的激光束光斑直徑相比擴(kuò)大了M倍。 與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是由中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 研制開(kāi)發(fā)的激光擴(kuò)束器，如圖l所示，包括第一壓圈1、第一透鏡2、擴(kuò)束鏡筒3、第二透鏡4、 第一隔圈5、第三透鏡6、第二隔圈7、第二壓圈8。 在擴(kuò)束鏡筒3的激光入射端裝入第一透鏡2，并用第一壓圈1壓緊；在擴(kuò)束鏡筒3 的激光發(fā)出端，從里至外依次裝有第二透鏡4、第三透鏡6，該兩個(gè)透鏡之間放入第一隔圈5 隔開(kāi)，在第三透鏡6的外邊裝有第二隔圈7，在第二隔圈7的外側(cè)用第二壓圈8壓緊。
該激光擴(kuò)束器存在的主要問(wèn)題是在環(huán)境溫度變化時(shí)，擴(kuò)束器中的各件發(fā)生熱脹 冷縮變形，擴(kuò)束器中各透鏡發(fā)生變形，激光光束的準(zhǔn)直性發(fā)生變化，使輸出的激光束成為匯 聚光束或者發(fā)散光束。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于克服由于環(huán)境溫度變化對(duì)激光 擴(kuò)束器光學(xué)系統(tǒng)變形的影響，保證激光束的準(zhǔn)直性，特設(shè)計(jì)一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò) 束器。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器。解決技術(shù) 問(wèn)題的技術(shù)方案如圖2所示，包括移動(dòng)鏡組和擴(kuò)束器前鏡組，其中移動(dòng)鏡組包括移動(dòng)空心 軸9、第一壓圈10、驅(qū)動(dòng)螺母11、第一隔圈12、鎖緊螺釘13、限位固定板14、固定鏡筒15、第 一透鏡16、鋼球17、保持架18、限位板19、第一螺釘20、第二螺釘27、限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘28、限位 移動(dòng)擋塊29、第三螺釘30、擴(kuò)束器前鏡組包括擴(kuò)束鏡筒21、第二透鏡22、第二隔圈23、第三 透鏡24、第三隔圈25、第二壓圈26。 移動(dòng)鏡組通過(guò)固定鏡筒15的法蘭盤(pán)用第二螺釘27與擴(kuò)束器前鏡組的擴(kuò)束鏡筒21 同軸固聯(lián)；在移動(dòng)鏡組中，移動(dòng)空心軸9的孔臺(tái)肩處依次安裝第一透鏡16、第一隔圈12，用 第一壓圈10固緊；移動(dòng)空心軸9的外側(cè)套裝含有鋼球17的保持架18，保持架18中的鋼球 17的外徑與固定鏡筒15的內(nèi)壁之間是過(guò)盈配合；移動(dòng)空心軸9、固定鏡筒15、鋼球17、保持 架18組成了沿軸向方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸系；在固定鏡筒15伸入擴(kuò)束鏡筒21內(nèi)的一端通過(guò)第一螺釘20固聯(lián)裝有限位板19，對(duì)保持架18的移動(dòng)行程限位，在固定鏡筒15的末端通過(guò)螺釘 固聯(lián)裝有限位固定板14，限位固定板14的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4、圖5所示，它一方面對(duì)保持架 18的移動(dòng)行程限位，另一方面對(duì)移動(dòng)空心軸9通過(guò)限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘28限制旋轉(zhuǎn)，限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺 釘28通過(guò)螺紋擰緊在限位固定板14上，它的前端伸進(jìn)移動(dòng)空心軸9的外壁鍵槽中；驅(qū)動(dòng)螺 母11與移動(dòng)空心軸9之間在移動(dòng)空心軸9的外徑用螺紋相聯(lián)，限位移動(dòng)擋塊29通過(guò)第三 螺釘30固聯(lián)在限位固定板14上，使驅(qū)動(dòng)螺母11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)螺母11與固定鏡筒15之間 不發(fā)生軸向移動(dòng)，移動(dòng)空心軸9與固定鏡筒15之間發(fā)生軸向移動(dòng)，移動(dòng)空心軸9帶動(dòng)第一 透鏡16作軸向移動(dòng)。在擴(kuò)束器前鏡組中，在擴(kuò)束鏡筒21的激光發(fā)出端，從里至外依次裝有 第二透鏡22和第三透鏡24，在該兩透鏡之間裝入第二隔圈23，在第三透鏡24的外側(cè)裝入 第三隔圈25，在第三隔圈25的外側(cè)用第二壓圈26壓緊。 工作原理說(shuō)明由圖2所示，激光擴(kuò)束器安裝時(shí)，第一透鏡16的焦點(diǎn)與第二透鏡 22、第三透鏡24組成的透鏡組的焦點(diǎn)重合，激光束通過(guò)第一透鏡16時(shí)使激光束發(fā)散，光線(xiàn) 延長(zhǎng)線(xiàn)在激光擴(kuò)束器外側(cè)焦點(diǎn)處匯聚，這個(gè)光線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)匯聚點(diǎn)是第一透鏡16的焦點(diǎn)，也是 第二透鏡22、第三透鏡24組成的透鏡組的焦點(diǎn)，激光束相當(dāng)于從此焦點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過(guò)第二透 鏡22、第三透鏡24組成的透鏡組后，以準(zhǔn)直平行光射出，激光束直徑被放大，激光發(fā)散角被 壓縮。由于環(huán)境溫度變化時(shí)，激光擴(kuò)束器中各透鏡發(fā)生變形，圖2中移動(dòng)鏡組帶動(dòng)第一透鏡 16沿激光擴(kuò)束器軸線(xiàn)作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以改變第一透鏡16與第二透鏡22之間的距離，使第一 透鏡16的焦點(diǎn)與第二透鏡22、第三透鏡24組成的透鏡組的焦點(diǎn)重合，使經(jīng)過(guò)激光擴(kuò)束器的 光束以準(zhǔn)直平行光射出。 本發(fā)明的積極效果在原有激光擴(kuò)束器基礎(chǔ)上，增加一套沿軸線(xiàn)直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使 圖2中的第一透鏡16可以沿軸線(xiàn)作直線(xiàn)移動(dòng)，使第一透鏡16與第二透鏡22之間的距離發(fā) 生改變，克服激光擴(kuò)束器由于環(huán)境溫度變化使透鏡產(chǎn)生的變形，調(diào)整第一透鏡16與第二透 鏡22之間的距離，使第一透鏡16的焦點(diǎn)與第二透鏡22、第三透鏡24組成的透鏡組的焦點(diǎn) 重合，使激光束通過(guò)激光擴(kuò)束器后保證以準(zhǔn)直平行光射出。


圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2中附圖標(biāo)記14的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的A-A剖視圖； 圖5是圖3的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施。其中移動(dòng)空心軸9和固定鏡筒15材料為45號(hào) 鋼，與鋼球17的接觸面要求研磨，鋼球17材料為GCrl5，是標(biāo)準(zhǔn)件，國(guó)標(biāo)號(hào)GB/T308-2002， 保持架18材料為銅H62，移動(dòng)空心軸9、固定鏡筒15、鋼球17三者之間為過(guò)盈0. 002mm 0. 003mm裝配，裝配后移動(dòng)直線(xiàn)度不大于0.01mm;第一壓圈10、第一隔圈12、限位固定板 14、第二隔圈23、第三隔圈25、第二壓圈26的材料為45號(hào)鋼；限位板19材料為2A12 ;擴(kuò)束 鏡筒21材料為HT250 ;驅(qū)動(dòng)螺母11材料為銅H62 ;鎖緊螺釘13、第一螺釘20、第二螺釘27、限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘28、限位移動(dòng)擋塊29、第三螺釘30材料為Q235 ;第二透鏡22材料為K9、第三 透鏡24材料為ZF5，第一透鏡16材料為K9，裝配時(shí)第二透鏡22與第三透鏡24的間距控制 在lmm士O. 02mm，第一透鏡16與第二透鏡22的間距控制在45mm±0. 02mm。
權(quán)利要求
一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器，包括激光擴(kuò)束器前鏡組，其特征在于還包括移動(dòng)鏡組；擴(kuò)束器前鏡組包括擴(kuò)束鏡筒(21)、第二透鏡(22)、第二隔圈(23)、第三透鏡(24)、第三隔圈(25)、第二壓圈(26)；移動(dòng)鏡組包括移動(dòng)空心軸(9)、第一壓圈(10)、驅(qū)動(dòng)螺母(11)、第一隔圈(12)、鎖緊螺釘(13)、限位固定板(14)、固定鏡筒(15)、第一透鏡(16)、鋼球(17)、保持架(18)、限位板(19)、第一螺釘(20)、第二螺釘(27)、限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘(28)、限位移動(dòng)擋塊(29)、第三螺釘(30)；移動(dòng)鏡組通過(guò)固定鏡筒(15)的法蘭盤(pán)用第二螺釘(27)與擴(kuò)束器前鏡組的擴(kuò)束鏡筒(21)同軸固聯(lián)；在移動(dòng)鏡組中，移動(dòng)空心軸(9)的孔臺(tái)肩處依次安裝第一透鏡(16)、第一隔圈(12)，用第一壓圈(10)固緊；移動(dòng)空心軸(9)的外側(cè)套裝含有鋼球(17)的保持架(18)，保持架(18)中的鋼球(17)的外徑與固定鏡筒(15)的內(nèi)壁之間是過(guò)盈配合；移動(dòng)空心軸(9)、固定鏡筒(15)、鋼球(17)、保持架(18)組成了沿軸向方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸系；在固定鏡筒(15)伸入擴(kuò)束鏡筒(21)內(nèi)的一端通過(guò)第一螺釘(20)固聯(lián)裝有限位板(19)，對(duì)保持架(18)的移動(dòng)行程限位，在固定鏡筒(15)的末端通過(guò)螺釘固聯(lián)裝有限位固定板(14)，限制轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘(28)通過(guò)螺紋擰緊在限位固定板(14)上，它的前端伸進(jìn)移動(dòng)空心軸(9)的外壁鍵槽中；驅(qū)動(dòng)螺母(11)與移動(dòng)空心軸(9)之間在移動(dòng)空心軸(9)的外徑用螺紋相聯(lián)，限位移動(dòng)擋塊(29)通過(guò)第三螺釘(30)固聯(lián)在限位固定板(14)上；在擴(kuò)束器前鏡組中，在擴(kuò)束鏡筒(21)的激光發(fā)出端，從里至外依次裝有第二透鏡(22)和第三透鏡(24)，在該兩透鏡之間裝入第二隔圈(23)，在第三透鏡(24)的外側(cè)裝入第三隔圈(25)，在第三隔圈(25)的外側(cè)用第二壓圈(26)壓緊。
全文摘要
一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器，屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種激光擴(kuò)束器。要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種透鏡間距可調(diào)整的激光擴(kuò)束器。解決的技術(shù)方案，包括移動(dòng)鏡組和擴(kuò)束器前鏡組；移動(dòng)鏡組通過(guò)固定鏡筒的法蘭盤(pán)用第二螺釘與擴(kuò)束器前鏡組的擴(kuò)束鏡筒同軸固聯(lián)；移動(dòng)空心軸、固定鏡筒、鋼球、保持架組成了沿軸向方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸系，來(lái)調(diào)節(jié)透鏡間距，克服激光擴(kuò)束器由于環(huán)境溫度變化使透鏡產(chǎn)生的變形對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響，從而保證激光擴(kuò)束器以準(zhǔn)直平行光射出。
文檔編號(hào)G02B27/09GK101738730SQ20091021731
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者于萍, 高云國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所