[实用新型]光斑形状转换装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光光斑形状转换领域，具体而言，涉及一种光斑形状转换装置及系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，例如生物医疗、工业生产、地质勘测、农业养殖等领域对于特殊照明光源的需求越来越高。例如传统的医疗照明灯具基本以卤素灯和卤钨灯作为光源，存在寿命不长、光源发散、高热辐射等缺点，达不到当今医疗行业对照明定点、定向、高可靠性的要求。

激光具有高亮度、高单色性、高方向性和高单色性的优点，激光光源广泛应用于当今各行各业。对于高光束质量的激光器，其近场光斑为面积非常小的圆形，光斑亮度更是可以达到1000W/(cm²sr)，光密度非常高。但是对于生物医疗、工业生产等特定的激光应用领域，要求较大的激光近场光斑面积及较低光密度，现在多使用组合透镜来实现激光光斑形状的转换，其光学系统的结构复杂且难以保证稳定的光功率输出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光斑形状转换装置及系统，其能够有效改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种光斑形状转换装置，其包括激光器、双包层光纤和反射罩，所述激光器和所述双包层光纤耦合，所述双包层光纤的中间设置有包层光剥离器，所述包层光剥离器的外侧设置有反射罩，由所述激光器输出的激光经所述双包层光纤进入所述包层光剥离器，进入所述包层光剥离器的激光部分以不同的角度发散到自由空间中，其中，以不同角度入射到所述反射罩上的激光经所述反射罩反射收集形成面光源，未发散到自由空间中的激光通过所述包层光剥离器并经所述双包层光纤出射。

在本实用新型较佳的实施例中，所述包层光剥离器设置在所述反射罩的中心位置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述反射罩为弧面反射罩。

在本实用新型较佳的实施例中，所述反射罩为空心半圆柱形反射罩。

在本实用新型较佳的实施例中，所述包层光剥离器为棒状结构，所述包层光剥离器面向所述反射罩的一侧可透光，所述包层光剥离器背向所述反射罩的一侧不透光。

在本实用新型较佳的实施例中，所述光斑形状转换装置还包括激光吸收池，所述激光吸收池和所述双包层光纤远离所述激光器的一端耦合，未发散到自由空间中的激光通过所述包层光剥离器并经所述双包层光纤进入所述激光吸收池被吸收。

在本实用新型较佳的实施例中，所述包层光剥离器的激光剥离比大于或等于99.5％。

在本实用新型较佳的实施例中，所述激光器为半导体激光器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述双包层光纤为双包层石英光纤。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种光斑形状转换系统，其包括如上所述的光斑形状转换装置及灯罩，所述灯罩与所述光斑形状转换装置中的反射罩相对设置，经所述反射罩反射收集形成的面光源通过所述灯罩出射。

本实用新型实施例提供的光斑形状转换装置及系统，通过激光器输出光斑较小、光密度较高的激光点光源，通过双包层光纤将激光器输出的激光耦合进包层光剥离器，使进入所述包层光剥离器的激光部分以不同的角度发散到自由空间中，再通过反射罩将以不同角度入射到所述反射罩上的激光反射并收集形成面光源，最后通过所述双包层光纤的另一端将通过所述包层光剥离器的未发散到自由空间中的激光接收并出射。相对于现有技术中使用组合透镜进行光斑形状转换的方法，本实用新型提供的光斑形状转换装置及系统的点光源向面光源功率转换的效率高，其结构简单、可靠性高，能够实现功率损耗小且输出稳定的全光纤结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的光斑形状转换装置的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的加入激光吸收池的光斑形状转换装置的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例中的进行光斑形状转换的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例中光斑形状转换的光路示意图；

图5为本实用新型第一实施例提供的光斑形状转换系统的结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例提供的光斑形状转换装置的结构示意图。