[实用新型]一种紫外激光连续变倍扩束镜

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种紫外激光连续变倍扩束镜。

背景技术

激光具有极好的单色性、相干性以及方向性，并且具有极高的亮度。因此，激光已经广泛地应用于国民经济的多个领域。激光器发出的光束直径一般都较小，但在很多的激光应用场景中，往往需要光束直径较大的激光光束，例如：在激光加工系统中，为了提高工作效率，获得较大的激光照度，则需要在聚焦镜头前得到较大光束直径的入射激光光束；在激光照明系统和全息成像系统中，需要较大光束直径和较小发散角的激光光源作为系统光源。因此，多数的激光应用系统中都会配备扩束镜，尤其是倍率可调的扩束镜，用来扩展激光束的直径，改善激光束的发散角。

激光扩束镜分为固定倍率扩束镜和变倍扩束镜两种，其中变倍扩束镜可以对输出光束的直径进行调节，从而适应更多的应用环境。

专利CN 102004319 A公开了一种紫外激光变倍扩束镜，当激光光束的最大入射直径为φ＝1mm，可用的放大倍率为4-10倍。该专利中描述的变倍激光扩束镜，有以下不足：1)可变的扩束倍率范围较小，仅为4-10倍；2)输入的激光光斑直径也比较小，φmax最大仅为1mm，应用场景受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种紫外激光变倍扩束镜。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种紫外激光连续变倍扩束镜，从激光入射方向开始，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中所述的第一透镜为凹面朝向出射端的弯月正透镜，第二透镜为双凹的负透镜，第三透镜双凹负透镜，第四透镜为双凸正透镜。与现有技术相比，本实用新型排布成“+ ﹣ ﹣ +”的光焦度分布。

第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距满足：20mm＜f₁＜60mm，-20mm＜f₂＜-2mm，100mm＜f₃₄＜220mm，优选地，f₁＝41.2mm，f₂＝-9.13mm，f₃₄＝156.17mm，其中，f₁为第一透镜的焦距，f₂为第二透镜的焦距，f₃₄为第三透镜和第四透镜的合焦距。

第一透镜的两个球面S₁和S₂，其曲率半径分别为16.2mm和89.4mm，第一透镜的中心厚度为2.4mm，材料为熔石英玻璃，其折射率为N_d＝1.46，阿贝数V_d为68；

第二透镜的两个球面S₃和S₄，其曲率半径分别为-9mm和9mm，第二透镜的中心厚度为2mm，材料为熔石英玻璃，其折射率为N_d＝1.46，阿贝数V_d为68；

第三透镜的两个球面S₅和S₆，其曲率半径分别为-324.8mm和91mm，第三透镜的中心厚度为4.2mm，材料为熔石英玻璃，其折射率为N_d＝1.46，阿贝数V_d为68；

第四透镜的两个球面S₇和S₈，其曲率半径分别为178.65mm和-47.86mm，第四透镜的中心厚度为6mm，材料为熔石英玻璃，其折射率为N_d＝1.46，阿贝数V_d为68。

第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d₂，d₂的范围是：4mm＜d₂＜28mm；优先地，5.4mm≤d₂≤24.6mm，第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d₄，d₄的范围是：100＜d₄＜140mm，优先地，112.3mm≤d₄≤126.3mm，第三透镜与第四透镜之间在光轴上的空气间隙为3.5mm。

所述的扩束镜的入射光束波长为355nm。

所述的扩束镜的倍率范围为β＝2～10。

所述的扩束镜在各倍率下的波像差<λ/10。

所述的扩束镜在不同倍率的入瞳直径范围为φ_入＝2.2mm～6mm。