一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括第一鏡片（1）、第二鏡片（2）、第三鏡片（3）和第四鏡片（4），第一鏡片（1）、第二鏡片（2）、第三鏡片（3）和第四鏡片（4）依次設(shè)置在同一水平光軸上。該光學(xué)系統(tǒng)由四片普通玻璃材料構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)350nm-1100nm整個(gè)波段超消色差，光學(xué)傳遞函數(shù)接近衍射極限。該系統(tǒng)用于激光光束質(zhì)量測量儀，可以簡化激光光束質(zhì)量測量的步驟，測量精度高。
【專利說明】 一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，屬于光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]激光光束質(zhì)量是衡量激光器性能的重要指標(biāo)，給出激光光束質(zhì)量的科學(xué)評價(jià)，對激光器研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用具有極其重要的意義。采用光束極限倍率衍射因子M2描述激光光束質(zhì)量已經(jīng)被光學(xué)界所公認(rèn)，目前對激光器M2因子的測量主要是利用光電圖像傳感器多次測量被測激光光束聚焦后不同縱向位置的激光光斑，然后擬合出被測激光器的輸出光束在空間的傳輸曲線，從而獲得激光器的M2因子。
現(xiàn)有激光光束質(zhì)量測量儀的聚焦光學(xué)系統(tǒng)主要采用單片的平凸透鏡，該聚焦透鏡對不同波長的被測激光器具有不同的焦距，每次測量前都需要校準(zhǔn)一下激光波長，測量步驟繁瑣，易于帶來測量偏差。
為解決這一問題，對于寬波段應(yīng)用的光學(xué)系統(tǒng)需要做到超消色差。國外對超消色差的研究申報(bào)了專利“Superachromatic UV and visible focusing objective lens (專利號為:US005305138A)”，采用特殊色散的光學(xué)材料，其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、物理化學(xué)性能不穩(wěn)定、加工困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，將其用于激光光束質(zhì)量測量儀中，測量步驟得到簡化，測量精度高。
如附圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，包括第一鏡片1、第二鏡片2、第三鏡片3和第四鏡片4 ;第一鏡片1、第二鏡片2、第三鏡片3和第四鏡片4依次設(shè)置在同一水平光軸上；
所述的第一鏡片I為正透鏡，優(yōu)選FK51玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為34.67mm和-59.7mm,中心厚度為7mm, 口徑為25mm ;
所述的第二鏡片2為負(fù)透鏡，優(yōu)選BAK4玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-58.34mm和-651.6mm,中心厚度為4mm, 口徑為24mm,前表面頂點(diǎn)到第一鏡片I后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為Imm;
所述的第三鏡片3為正透鏡，優(yōu)選SFL6玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-41.88mm和-41.69mm,中心厚度為5_，口徑為小24_，前表面頂點(diǎn)到第二鏡片2后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為2.38mm ；
所述的第四鏡片4為負(fù)透鏡，優(yōu)選LAK21玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-67.92mm和654.6mm,中心厚度為5mm, 口徑為22mm,前表面頂點(diǎn)到第三鏡片3后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為1mm，后表面頂點(diǎn)到所述的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)間空氣間隔為164.77mm ； 如上所述的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，工作波段為350nm_l IOOnm,焦距為 200mm。
有益效果:本發(fā)明提供的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，所用四種玻璃均為普通光學(xué)材料，與特殊光學(xué)材料相比價(jià)格較低、物理化學(xué)性能穩(wěn)定，四片透鏡均為單透鏡，避免采用膠合件，適用于大功率激光光束質(zhì)量的測量。經(jīng)幾何像差的數(shù)據(jù)及曲線分析表明，對于中心波長632.8nm設(shè)計(jì)得到焦距為200mm，全口徑處的球差為0.14y m ;對于350nm、532nm、632.8nm、808nm、980nm和IlOOnm的光在0.707孔徑處基本相交于一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對350nm-1100nm波段的超消色差；經(jīng)光學(xué)傳遞函數(shù)曲線分析表明，在各個(gè)頻率處的MTF值均接近衍射極限。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1為一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)光路圖；
圖2為一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)縱向像差曲線圖；
圖3為一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)傳遞函數(shù)曲線圖；
圖中:1-第一鏡片、2-第二鏡片、3-第三鏡片、4-第四鏡片。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括第一鏡片(I)、第二鏡片(2)、第三鏡片(3)和第四鏡片(4)，所述的第一鏡片(I)、第二鏡片(2)、第三鏡片(3)和第四鏡片(4)依次設(shè)置在同一水平光軸上；所述的第一鏡片(I)為正透鏡，優(yōu)選FK51玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為34.67mm和-59.7mm，中心厚度為7mm，口徑為 25mm ； 所述的第二鏡片(2)為負(fù)透鏡，優(yōu)選BAK4玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-58.34mm和-651.6mm,中心厚度為4mm，口徑為$ 24mm,前表面頂點(diǎn)到第一鏡片(I)后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為Imm ； 所述的第三鏡片(3)為正透鏡，優(yōu)選SFL6玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-41.88mm和-41.69mm,中心厚度為5mm，口徑為小24mm,前表面頂點(diǎn)到第二鏡片(2)后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為2.38mm ； 所述的第四鏡片(4)為負(fù)透鏡，優(yōu)選LAK21玻璃制造，前、后表面曲率半徑分別為-67.92mm和654.6mm,中心厚度為5mm，口徑為小22mm，前表面頂點(diǎn)到第三鏡片(3)后表面頂點(diǎn)之間的空氣間隔為1mm，后表面頂點(diǎn)到所述的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)間空氣間隔為164.77mm。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于激光光束質(zhì)量測量的超消色差光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:工作波段為350nm-1100nm，焦距為200_。
【文檔編號】G02B13/00GK103499872SQ201310389944
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】李玉瑤, 王菲, 焦正超, 楊進(jìn)華, 車英, 羅寬, 田明, 王曉華, 張國玉 申請人:長春理工大學(xué)