擴(kuò)束鏡和擴(kuò)束系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種擴(kuò)束鏡，包括沿光路方向設(shè)置的透鏡組件，透鏡組件包括至少兩個(gè)透鏡，其中，擴(kuò)束鏡沿光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設(shè)置有光闌和透光片，光闌沿光路方向貫穿地設(shè)置有通孔，透光片設(shè)置在通孔中，第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡，透光片設(shè)置在出射光的聚焦處。通過(guò)將透光片設(shè)置在出射光的聚焦處，便能有效避免了擴(kuò)束鏡的前級(jí)設(shè)備即光隔離器和激光器的損壞。同時(shí)由于擴(kuò)束鏡中的光闌和透光片相對(duì)廉價(jià)，且方便拆卸更換，更換價(jià)格相對(duì)較低的光闌和透光片后便可繼續(xù)使用，相對(duì)比光隔離器的造價(jià)昂貴，本實(shí)用新型的擴(kuò)束鏡維護(hù)成本低廉，易于推廣。本實(shí)用新型還提供了一種擴(kuò)束系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】擴(kuò)束鏡和擴(kuò)束系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種擴(kuò)束鏡以及安裝有該擴(kuò)束鏡的擴(kuò)束系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在高功率激光器系統(tǒng)中，為了防止返回光返回系統(tǒng)內(nèi)影響激光器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)甚至破壞激光器內(nèi)部元器件，常需加入光纖隔離器，使光只能單向通過(guò)。
[0003]另一方面，高功率激光器系統(tǒng)為了獲得合適的光斑尺寸和發(fā)散角，光隔離器輸出端需加入擴(kuò)束鏡。擴(kuò)束鏡主要有兩個(gè)用途，其一是擴(kuò)展激光束的光斑直徑，其二是調(diào)整合適的激光束發(fā)散角。因此，擴(kuò)束鏡被用于遠(yuǎn)距離照明或投影以及聚焦系統(tǒng)上，也被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、安防、醫(yī)療等行業(yè)中。
[0004]然而，當(dāng)有強(qiáng)反射光返回時(shí)，光隔離器雖然能有效隔離反射光，防止其返回激光器內(nèi)部，但是當(dāng)反射光的功率大于光隔離器的損傷閥值時(shí)，則由于反射光過(guò)強(qiáng)繼而造成光隔離器自身的不可逆轉(zhuǎn)性毀壞。而光隔離器造價(jià)昂貴，且其毀壞后很難修復(fù)，使得高功率激光器系統(tǒng)需要附上高額的修護(hù)費(fèi)用，不利于推廣使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的第一目的是提供一種維護(hù)成本低廉且具有截止反射光功能的擴(kuò)束鏡。
[0006]本實(shí)用新型的第二目的是提供一種維護(hù)成本低廉且具有截止反射光功能的擴(kuò)束系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一目的，本實(shí)用新型提供一種擴(kuò)束鏡，包括沿光路方向設(shè)置的透鏡組件，透鏡組件包括至少兩個(gè)透鏡，其中，擴(kuò)束鏡沿光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設(shè)置有光闌和透光片，光闌沿光路方向貫穿地設(shè)置有通孔，透光片設(shè)置在通孔中，第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡，透光片設(shè)置在出射光的聚焦處。
[0008]由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)在出射光的聚焦處設(shè)置透光片和光闌，使得當(dāng)反射光沿偏離光軸的方式返回，此時(shí)的反射光都被耐高溫且可吸收光線的光闌吸收，從而可有效地防止反射光返回到光隔離器中，避免光隔離器和激光器的損壞。當(dāng)反射光沿原光軸的方式返回，此時(shí)的大部分反射光將照射在低光傷閾值的透光片上，如反射光的功率與入射光功率之和大于透光片的損傷閥值，則透光片將被損壞，使得從第一透鏡出射的出射光無(wú)法通過(guò)透光片，繼而正向和方向的光都無(wú)法通過(guò)透光片，因而有效避免了擴(kuò)束鏡的前級(jí)設(shè)備的損壞。同時(shí)由于擴(kuò)束鏡中的光闌和透光片相對(duì)廉價(jià)，且方便拆卸更換，更換價(jià)格相對(duì)較低的光闌和透光片后便可繼續(xù)使用，相對(duì)比光隔離器的造價(jià)昂貴，本實(shí)用新型的擴(kuò)束鏡維護(hù)成本低廉，易于推廣。
[0009]更進(jìn)一步的方案是，光闌由石墨制作而成。
[0010]由上可見(jiàn)，石墨是可耐高溫且具有較高吸光性能的材料，且成本低廉，易于更換。[0011 ] 更進(jìn)一步的方案是，透光片由光學(xué)玻璃制作而成。
[0012]由上可見(jiàn)，通過(guò)采用低光傷閾值的光學(xué)玻璃制作而成的透光片，使得在滿足正向輸出光的同時(shí)，能夠有效地防止反向輸入的反射光的光功率過(guò)大，繼而通過(guò)成本低廉的方式保護(hù)光隔離器。
[0013]更進(jìn)一步的方案是，透光片的直徑與聚焦處的出射光的光斑直徑相匹配。
[0014]由上可見(jiàn)，通過(guò)透光片的直徑的設(shè)置，可有效地防止過(guò)多的反射光照射到透光片上，使得大部分的反射均照射到具有較高吸光性能的光闌上，繼而進(jìn)一步的保護(hù)光隔離器。
[0015]更進(jìn)一步的方案是，擴(kuò)束鏡還包括殼體，透鏡組件和光闌封裝在殼體內(nèi)。
[0016]由上可見(jiàn)，通過(guò)殼體的封裝，有利于提高擴(kuò)束鏡的一體化以及其工作的穩(wěn)定性。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第二目的，本實(shí)用新型提供一種擴(kuò)束系統(tǒng)，擴(kuò)束系統(tǒng)，沿光路設(shè)置有激光器、光隔離器和擴(kuò)束鏡，激光器經(jīng)過(guò)光隔離器向擴(kuò)束鏡輸出入射光，擴(kuò)束鏡包括沿光路方向設(shè)置的透鏡組件，透鏡組件包括至少兩個(gè)透鏡，其中，擴(kuò)束鏡沿光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設(shè)置有光闌和透光片，光闌沿光路方向貫穿地設(shè)置有通孔，透光片設(shè)置在通孔中，第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡，透光片設(shè)置在出射光的聚焦處。
[0018]由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)在出射光的聚焦處設(shè)置透光片和光闌，使得當(dāng)反射光沿偏離光軸的方式返回，此時(shí)的反射光都被耐高溫且可吸收光線的光闌吸收，從而可有效地防止反射光返回到光隔離器中，避免光隔離器和激光器的損壞。當(dāng)反射光沿原光軸的方式返回，此時(shí)的大部分反射光將照射在低光傷閾值的透光片上，如反射光的功率與入射光功率之和大于透光片的損傷閥值，則透光片將被損壞，使得從第一透鏡出射的出射光無(wú)法通過(guò)透光片，繼而正向和方向的光都無(wú)法通過(guò)透光片，因而有效避免了光隔離器以及整個(gè)激光器的損壞。同時(shí)由于擴(kuò)束鏡中的光闌和透光片相對(duì)廉價(jià)，且方便拆卸更換，更換價(jià)格相對(duì)較低的光闌和透光片后便可繼續(xù)使用，相對(duì)比光隔離器的造價(jià)昂貴，本實(shí)用新型的擴(kuò)束系統(tǒng)維護(hù)成本低廉，易于推廣。
[0019]更進(jìn)一步的方案是，入射光的光功率與光隔離器損傷閥值之和大于透光片的損傷閥值。
[0020]由上可見(jiàn)，通過(guò)采用具有特定損傷閥值的透光片，使得在滿足正向輸出光的同時(shí)，能夠有效地防止反向輸入的反射光的光功率過(guò)大，繼而通過(guò)成本低廉的方式保護(hù)光隔離器。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型擴(kuò)束系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0023]擴(kuò)束鏡實(shí)施例:
[0024]參照?qǐng)D1，圖1是擴(kuò)束系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。擴(kuò)束系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有擴(kuò)束鏡3，擴(kuò)束鏡3包括殼體31,殼體31內(nèi)沿光路方向L封裝設(shè)置有第一透鏡4、光闌6、透光片7和第二透鏡5,光闌6和透光片7設(shè)置在第一透鏡4和第二透鏡5之間的位置上。光闌6沿光路方向L貫穿地設(shè)置有通孔，透光片7設(shè)置在該通孔中。
[0025]第一透鏡4接收入射光LI后輸出聚焦后的出射光L2，出射光L2聚焦地經(jīng)過(guò)第一透鏡4的焦點(diǎn)后，出射光L2擴(kuò)散地朝第二透鏡5入射，透光片7設(shè)置在出射光L2的聚焦處。
[0026]優(yōu)選地，光闌6可由具有耐高溫且具有較高吸光性能的石墨制作而成，透光片7可采用較低光傷閾值的光學(xué)玻璃制作而成。透光片7的直徑可設(shè)置成與聚焦處的出射光L2的光斑直徑相匹配，透光片7的直徑可設(shè)置成大于等于出射光L2的光斑直徑，由于透光片7的直徑不能設(shè)置過(guò)大，以免偏離原光路方向L傳輸?shù)姆瓷涔釲4照射到透光片7上，所以透光片7的直徑設(shè)置成稍大于出射光L2的光斑直徑即可。
[0027]擴(kuò)束系統(tǒng)實(shí)施例:
[0028]參照?qǐng)D1，在上述擴(kuò)束鏡3實(shí)施例的基礎(chǔ)上，擴(kuò)束系統(tǒng)包括沿光路方向L設(shè)置有激光器1、光隔離器2和擴(kuò)束鏡3。激光器I通過(guò)光纖向光隔離器2輸出激光,該激光經(jīng)過(guò)光隔離器2后向擴(kuò)束鏡3輸出入射光LI,入射光LI經(jīng)過(guò)第一透鏡4后向第二透鏡5輸出出射光L2，出射光L2經(jīng)過(guò)第二透鏡5后向外出射輸出光L3。
[0029]當(dāng)反射光L4沿偏離原光路方向L的方式返回，此時(shí)的反射光L4均被耐高溫且可吸收光線的光闌6吸收，從而可有效地防止反射光返回到光隔離器2中，避免光隔離器2和激光器I的損壞。
[0030]當(dāng)反射光L5沿光路方向L或靠近光路方向L的方式返回時(shí)，此時(shí)的大部分反射光L5將照射在低光傷閾值的透光片7上，如反射光L5的功率與第一透鏡出射光L2功率之和大于透光片7的損傷閥值，則透光片7將被損壞。透光片7損壞后，使得出射光L2無(wú)法通過(guò)透光片7，繼而正向和反向的光都無(wú)法通過(guò)透光片7，因而有效避免了擴(kuò)束鏡的前級(jí)設(shè)備即光隔離器2和激光器I的損壞。優(yōu)選地，透光片7的光傷閾值P可根據(jù)由光隔離器2輸出的入射光LI的光功率Pl和光隔離器2的損傷閥值P2進(jìn)行取值，具體地，Pl+0.5XP2 < P< P1+P2。
[0031]由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)將透光片設(shè)置在出射光的聚焦處，便能有效避免了擴(kuò)束鏡的前級(jí)設(shè)備即光隔離器和激光器的損壞。同時(shí)由于擴(kuò)束鏡中的光闌和透光片相對(duì)廉價(jià)，且方便拆卸更換，更換價(jià)格相對(duì)較低的光闌和透光片后便可繼續(xù)使用，相對(duì)比光隔離器的造價(jià)昂貴，本實(shí)用新型的擴(kuò)束鏡維護(hù)成本低廉，易于推廣。
[0032]然而上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，具體應(yīng)用時(shí)可以有更多的變化，當(dāng)需要對(duì)輸出光的光斑更進(jìn)一步地調(diào)節(jié)時(shí)，可以在擴(kuò)束鏡的殼體內(nèi)增加多個(gè)透鏡對(duì)光進(jìn)行調(diào)節(jié)，而只要將透光片設(shè)置在擴(kuò)束鏡殼體內(nèi)任一光束的聚焦處即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
【權(quán)利要求】
1.擴(kuò)束鏡，包括沿光路方向設(shè)置的透鏡組件，所述透鏡組件包括至少兩個(gè)透鏡； 其特征在于: 所述擴(kuò)束鏡沿所述光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設(shè)置有光闌和透光片，所述光闌沿所述光路方向貫穿地設(shè)置有通孔，所述透光片設(shè)置在所述通孔中； 第一透鏡接收入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡； 所述透光片設(shè)置在所述出射光的聚焦處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)束鏡，其特征在于: 所述光闌由石墨制作而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)束鏡，其特征在于: 所述透光片由光學(xué)玻璃制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)束鏡，其特征在于: 所述透光片的直徑與所述聚焦處的所述出射光的光斑直徑相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的擴(kuò)束鏡，其特征在于: 所述擴(kuò)束鏡還包括殼體，所述透鏡組件和所述光闌封裝在所述殼體內(nèi)。
6.擴(kuò)束系統(tǒng)，沿光路設(shè)置有激光器、光隔離器和擴(kuò)束鏡，所述激光器經(jīng)過(guò)所述光隔離器向所述擴(kuò)束鏡輸出入射光，所述擴(kuò)束鏡包括沿光路方向設(shè)置的透鏡組件，所述透鏡組件包括至少兩個(gè)透鏡； 其特征在于: 所述擴(kuò)束鏡沿所述光路方向在第一透鏡和第二透鏡之間還設(shè)置有光闌和透光片，所述光闌沿所述光路方向貫穿地設(shè)置有通孔，所述透光片設(shè)置在所述通孔中； 第一透鏡接收所述入射光后將聚焦后的出射光輸出到第二透鏡； 所述透光片設(shè)置在所述出射光的聚焦處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)束系統(tǒng)，其特征在于: 所述光闌由石墨制作而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)束系統(tǒng)，其特征在于: 所述透光片由光學(xué)玻璃制作而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)束系統(tǒng)，其特征在于: 入射光的光功率與所述光隔離器損傷閥值之和大于所述透光片的損傷閥值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的擴(kuò)束系統(tǒng)，其特征在于: 所述擴(kuò)束鏡還包括殼體，所述透鏡組件和所述光闌封裝在所述殼體內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G02B27/09GK204116722SQ201420569985
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】劉俠, 初單萍, 傅謙, 肖煉, 馮向立, 鄧劍欽, 陸繼樂(lè), 段譽(yù), 王興龍 申請(qǐng)人:光庫(kù)通訊(珠海)有限公司