[实用新型]基于漫射元件的带状光束产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用光学领域，具体涉及一种基于漫射元件的带状光束产生装置。

背景技术

光学元件的缺陷是引起光学元件激光损伤的主要因素之一。如何有效检测光学元件的内部缺陷，也是光学加工产业中必须解决的基础问题。光学元件的内部缺陷，目前还没有成熟的检测方法和成型的检测设备。一些研究人员对光学元件内部缺陷的检测进行了初步的研究，主要采用激光扫描的方法测量光学元件的内部缺陷，所采用的照明光束是带状准直均匀光束，即照明光斑呈长方形形状，一个边长远大于另一个边长。最容易想到的方法是制作一个对应的狭缝，照明光束扩束以后经过狭缝后得到带状光束，但是该方法的能量利用率太低。为了提高能量利用率，有学者曾采用光栅衍射的方法得到带状光束，但是光栅衍射后的光束通常是发散或者会聚的，用来扫描测量光学元件内部缺陷时，会对检测精度产生不利影响。光学元件内部缺陷检测所需的带状光束，要求其波前近似准直、能量分布均匀，而且有较高的能量利用率，现有产生带状光束的方法及装置不能有效地满足光学元件内部缺陷检测的要求。发明人也曾设计了基于双柱面镜的带状光束产生装置，但是该装置结构比较复杂，光路调整比较麻烦。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于漫射元件的带状光束产生装置，该装置可产生能量分布均匀、波前准直、能量利用率高的带状光束，而且本装置结构简单、操作方便，具有较强的实用性。

本实用新型专利所采用的技术方案是：本实用新型提供一种基于漫射元件的带状光束产生装置，包括激光器、漫射元件和准直透镜，其中漫射元件的前表面是平面、后表面是由微透镜阵列组成，微透镜的位置和矢高是独立分布的；漫射元件的后表面位于准直透镜的前焦平面处。激光器发出的光束经漫射元件后得到在子午和弧矢方向散射角宽度不同的散射光，散射光束再经准直透镜后就可以得到波前准直、能量分布均匀的带状光束。本装置可以将激光器发出的近似圆形的光斑整形成在子午线方向和弧矢线方向的长度之比大于10的带状光束。

与传统的狭缝法和光栅衍射法相比，本实用新型提供的装置产生的带状光束具有能量分布均匀、波前准直、能量利用率高等优点。与基于双柱面镜的带状光束产生装置相比，本装置用一个漫射元件代替双柱面镜系统，简化了系统结构，光路调整更易实现，因此更具实用性。

附图说明

图1为本实用新型的带状光束产生装置在子午(YZ)方向的平面示意图；

图2为本实用新型的带状光束产生装置在弧矢(XZ)方向的平面示意图；

图中：1为激光器，2为漫射元件，3为准直透镜。

具体实施方式

图1为本实用新型的带状光束产生装置在子午(YZ)方向的平面示意图。该装置包括激光器1以及设置于该激光光源出光方向的漫射元件2和准直透镜3。其中漫射元件2的后表面位于准直透镜3的前焦平面处。

漫射元件2的前表面是平面，后表面是由微透镜阵列组成，其微透镜的位置和矢高是独立分布的。激光器1发出的光束经漫射元件2的后表面后发生散射。散射角宽度由微透镜的位置分布决定，微透镜分布越密，则对应散射角宽度越大。因为其微透镜的位置和矢高是独立分布的，所以所得光束能量分布是比较均匀的。在子午和弧矢方向散射角宽度不同的散射光经过准直透镜3后就得到准直的带状光束。

在本实施例中，所选漫射元件2在子午线(YZ)方向的散射角宽度为40度，见图1，在弧矢线(YZ)方向的散射角宽度为3度，见图2。准直透镜3的焦距为20mm，因此，所得带状光束在子午线的长度为14.56mm、在弧矢线方向的长度为1.05mm。若准直透镜3的焦距为40mm，则所得带状光束在子午线的长度为29.12mm、在弧矢线方向的长度为2.10mm。若采用不同的漫射元件可以得到不同长宽比的带状光束。即散射元件决定带状光束的形状，准直透镜决定带状光束的尺寸。