專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高強(qiáng)度光源裝置。
背景技術(shù)：
在某些應(yīng)用領(lǐng)域，如生物組織顯微成像領(lǐng)域，需要對(duì)被觀(guān)測(cè)組織進(jìn)行高強(qiáng)度照明，
照明系統(tǒng)要有較高的光能投射效率，但由于受到Lagrange不變量的限制，能投射的光能量
由光源實(shí)際利用的發(fā)光面積、光線(xiàn)投射角決定，二者之間是相互制約的，當(dāng)光源有效利用的
發(fā)光面積越大時(shí)，光線(xiàn)的投射角度就越小，實(shí)際投射的光能量急劇減小，如果增大光線(xiàn)的投
射角度，勢(shì)必要減小有效利用的發(fā)光面積。除此之外，為減小成像光學(xué)系統(tǒng)色差的影響，需
要照明系統(tǒng)提供光譜寬度較窄的照明光束。如果光源選用傳統(tǒng)的非相干照明光源，如閃光
氙燈，由于氙燈的發(fā)光面積要遠(yuǎn)大于實(shí)際能利用的面積，則大部分光能量都不能有效地投
送到光學(xué)系統(tǒng)中，此外氙燈光譜很寬，色散很?chē)?yán)重，需要在光路中增加特定波長(zhǎng)的濾光片，
該濾光片將大大衰減光能量。如果選用激光作為照明光源，由于激光有很高的功率密度和
很窄的譜寬，則照明時(shí)的光強(qiáng)和色散可以滿(mǎn)足要求，但激光是一種強(qiáng)相干光，直接用激光作
為成像照明光源，會(huì)在像面上形成嚴(yán)重的激光散斑，將掩蓋掉真實(shí)的細(xì)節(jié)信息。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高強(qiáng)度光源裝置，它的發(fā)光面積大小可調(diào)節(jié)，光能 投射角度小，光能利用率高，功率密度高，色散小，特別適用于需要高強(qiáng)度照明的領(lǐng)域。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種高強(qiáng)度光源裝置，它沿光路依次設(shè)置有半導(dǎo)體激 光器、耦合物鏡、光纖、聚光鏡、毛玻璃，所述毛玻璃連接設(shè)置有驅(qū)使毛玻璃運(yùn)動(dòng)的毛玻璃運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)。
下面對(duì)上述方案進(jìn)行進(jìn)一步解釋 所述毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可驅(qū)使毛玻璃旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 所述毛玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)。所述電機(jī)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸連接毛玻璃。 所述聚光鏡匯聚光束在毛玻璃上的匯聚中心和毛玻璃的旋轉(zhuǎn)中心為不同心設(shè)置，
即保留一段距離。 所述毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可驅(qū)使毛玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 所述光纖為單模光纖、或多模光纖。光纖的長(zhǎng)度、光纖芯徑、光纖數(shù)值孔徑可按需
要選擇調(diào)整，選用不同規(guī)格。 聚光鏡相對(duì)于光纖出光端和毛玻璃之間的距離可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。 毛玻璃為正面或反面磨毛的單面毛玻璃、或兩面磨毛的毛玻璃。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是 1.本實(shí)用新型的高強(qiáng)度光源裝置，其光源面積可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。改變光源 發(fā)光面積有兩種方法，一種方法是采用不同芯徑的光纖，根據(jù)需要可以采用不同芯徑的單 模光纖，也可以采用不同芯徑的多模光纖，這是通過(guò)改變光纖出光端的發(fā)光面積來(lái)改變毛玻璃上的激光匯聚區(qū)域面積的；另一種方法是改變聚光鏡相對(duì)于光纖出光端和毛玻璃之間 的相對(duì)距離，這種方法可以在毛玻璃上形成任意大小的激光匯聚區(qū)域。 2.本實(shí)用新型的高強(qiáng)度光源光能利用率高。相對(duì)于傳統(tǒng)的氙燈、鹵素?zé)舻裙庠聪?各個(gè)方向輻射光能來(lái)說(shuō)，光纖出光端發(fā)出的光束只在一個(gè)較小的立體角內(nèi)傳播，控制光纖 的數(shù)值孔徑可以將絕大部分光能都匯聚到毛玻璃上。光能匯聚在毛玻璃上時(shí)由于散射有一 些損失，但大部分光能都能透過(guò)。光能利用率高的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是照明系統(tǒng)的雜散光大大 減小。 3.本實(shí)用新型的高強(qiáng)度光源裝置，光源功率密度可以做到很高。相對(duì)于傳統(tǒng)的氙 燈、鹵素?zé)舻裙庠磥?lái)說(shuō)，由于半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光光功率密度可以做到很高，在毛玻璃 上形成的激光匯聚區(qū)域的光功率密度也可以做到很高，這特別適合那些對(duì)照度有很高要求 的應(yīng)用場(chǎng)合。 4.本實(shí)用新型的高強(qiáng)度光源裝置，光源具有色散小的特點(diǎn)。本實(shí)用新型采用激光 間接作為光源，由于激光具有很窄的譜寬，是一種單色光，沒(méi)有色散，本實(shí)用新型提供了一 種單色光光源，尤其適用于那些對(duì)色差有嚴(yán)格要求的成像系統(tǒng)。 5.本實(shí)用新型的高強(qiáng)度光源抑制了激光散斑。由于激光是一種強(qiáng)相干光，直接作 為照明光源是會(huì)形成嚴(yán)重的散斑，本實(shí)用新型通過(guò)運(yùn)動(dòng)毛玻璃的方法抑制激光散斑，具體 而言，運(yùn)動(dòng)方式包括但不限于采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)毛玻璃、旋轉(zhuǎn)毛玻璃等方式。采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)毛玻 璃的方式時(shí)，可通過(guò)改變運(yùn)動(dòng)速度等，將散斑抑制到對(duì)成像細(xì)節(jié)沒(méi)有影響的程度；采用旋轉(zhuǎn) 毛玻璃的方式時(shí)，可通過(guò)改變毛玻璃上光速匯聚中心和毛玻璃旋轉(zhuǎn)中心之間的距離、改變 毛玻璃的旋轉(zhuǎn)速度等，將散斑抑制到對(duì)成像細(xì)節(jié)沒(méi)有影響的程度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1半導(dǎo)體激光器；2耦合物鏡；3光纖；4聚光鏡；5毛玻璃；6電機(jī)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一 如
圖1所示，一種高強(qiáng)度光源裝置，包括半導(dǎo)體激光器1、耦合物鏡2、光 纖3、聚光鏡4、毛玻璃5、驅(qū)使毛玻璃旋轉(zhuǎn)的電機(jī)6。 光能傳播順序?yàn)榘雽?dǎo)體激光器1發(fā)出的激光通過(guò)耦合物鏡2耦合到光纖3里，光 纖3的出光端形成一個(gè)光源，用聚光鏡4將光纖3出光端發(fā)出的光束匯聚到電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的 旋轉(zhuǎn)毛玻璃5上，毛玻璃5上激光束匯聚中心和毛玻璃5的旋轉(zhuǎn)軸之間保留一段距離，在毛 玻璃5上激光束匯聚區(qū)域形成了一個(gè)高強(qiáng)度照明光源。在本實(shí)例中光纖3采用多模光纖， 其芯徑為105微米，數(shù)值孔徑為0. 22，毛玻璃5為遠(yuǎn)離聚光鏡4的一面為毛面，另一面為光 面，激光束匯聚區(qū)域中心離毛玻璃5的旋轉(zhuǎn)中心為30毫米。 實(shí)施例二 本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，毛玻璃5通過(guò)一往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(可選 用現(xiàn)有技術(shù)中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便將散斑抑制到對(duì)成像細(xì)節(jié)沒(méi)有影響的 程度。 應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于經(jīng)充分說(shuō)明的本實(shí)用新型來(lái)說(shuō)，還可具有多種變換及改型的實(shí)施方案，并不局限于上述具體實(shí)施例。上述實(shí)施例僅僅作為本實(shí)用新型的說(shuō)明，而不是對(duì)本實(shí) 用新型的限制?？傊?，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯 而易見(jiàn)的變換或替代以及改型。
權(quán)利要求一種高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于它沿光路依次設(shè)置有半導(dǎo)體激光器(1)、耦合物鏡(2)、光纖(3)、聚光鏡(4)、毛玻璃(5)，所述毛玻璃(5)連接設(shè)置有驅(qū)使毛玻璃(5)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可驅(qū) 使毛玻璃(5)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述毛玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī) (6)，所述電機(jī)(6)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸連接毛玻璃(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述聚光鏡(4)匯聚光 束在毛玻璃(5)上的匯聚中心和毛玻璃(5)的旋轉(zhuǎn)中心為不同心設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可驅(qū) 使毛玻璃(5)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述光纖(3)為單模光纖、或 多模光纖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述光纖(3)的長(zhǎng)度、光纖芯徑、光纖數(shù)值孔徑可按需要選擇調(diào)整。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述聚光鏡(4)相對(duì)于光纖(3)出光端和毛玻璃(5)之間的距離可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度光源裝置，其特征在于所述毛玻璃(5)為正面磨毛的毛玻璃、或反面磨毛的毛玻璃、或兩面磨毛的毛玻璃。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高強(qiáng)度光源裝置，它沿光路依次設(shè)置有半導(dǎo)體激光器(1)、耦合物鏡(2)、光纖(3)、聚光鏡(4)、毛玻璃(5)，毛玻璃(5)連接設(shè)置有驅(qū)使毛玻璃(5)運(yùn)動(dòng)的毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。毛玻璃運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。光纖(3)可以是單模光纖，也可以是多模光纖。光纖(3)的長(zhǎng)度、光纖芯徑、光纖數(shù)值孔徑可按需要選擇調(diào)整。聚光鏡(4)相對(duì)于光纖(3)出光端和毛玻璃(5)之間的距離可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。毛玻璃(5)為單面或雙面磨毛的毛玻璃。本實(shí)用新型發(fā)光面積大小可調(diào)節(jié)，光能投射角度小，光能利用率高，功率密度高，色散小，特別適用于需要高強(qiáng)度照明的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B21/08GK201532491SQ20092004941
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者任建偉, 張運(yùn)海, 顧一鳴 申請(qǐng)人:蘇州六六視覺(jué)科技股份有限公司