[发明专利]一种面向多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统

说明书

本发明涉及一种基于多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统，面向生物工程领域和光固化工业领域。其特征在于：包括多个氙灯光源、滤光系统、聚光系统和光束集束器四个部分；聚光系统，由两个不同焦距凸透镜组成；分别称作为：长焦距凸透镜和短焦距凸透镜，将长焦距凸透镜的后焦点与短焦距透镜的前焦点重合，平行光射入，出射光仍然为平行光，光束直径被压缩且压缩比为两个透镜的焦距比；光束集束器是一个从正N棱锥截出的正N棱台，N等于氙灯数量每一个棱台侧面对应一束氙灯光束，光束在镀了增反膜的棱台表面发生反射，传输路径发生改变，达到将N束光耦合、增加光源亮度和功率的目的。

技术领域

本发明涉及一种紫外光源实验系统，主要是利用非耦合的方法将多束氙灯光源集束，尤其涉及光束整形耦合，面向生物工程领域和光固化工业领域。

背景技术

大功率、高能量光源广泛用于军事、科研等领域中，光电系统中需要发射能够发射高功率的光源，毫无疑问这其中也包括了目前被广泛应用的激光光源。提高光源功率、能量目前多为通过直接增加单个光源的功率来解决，现有多种在单光源中采用耦合技术来增加功率及能量的方法，这些传统的方法十分有局限性：一是耦合的过程中光束能量及功率有较大损失；二是耦合过程中大量产热，存在明显安全隐患；三是耦合技术成本高，且只能针对某一种波长光束进行耦合。近年来，生物工程大型化、产业化趋势明显，面向市场需求，大功率、高能量的用于光催化、光固化的紫外光源亟待发展。与此同时，由于紫外固化胶的广泛应用，产热小、可选择性多的大功率电源有很大的应用空间，并且对低成本、高功率的激光器也有较大需求。

目前，国内外多采用多光束耦合即激光相干集束的方法，主要包括利用非线性光学相位共轭激光集束、主动反馈式激光集束、腔耦合激光集束、倏逝波激光集束、自组织激光集束等。

激光集束发展到今天，人们基于不同的原理和技术提出和研究了如此多的技术方案，但是并不能说有哪一种方案已经把激光集束这一当前激光领域的研究热点问题给解决了。每种方案都存在其自身的优势和不足。SBS激光并行集束系统的负载过于集中，不能承受大的负载，而且集束效率低、调整精度要求高、可扩展性小；布里渊增强四波混频技术可以很好的实现相位共轭，但相位共轭下的并行结构对方案的实用性和扩展性有很大的限制；主动反馈式激光集束需要同时对每束光的位相进行精确监测并通过反馈控制修正，这需要高精度复杂的干涉探测器和控制调相器件；腔耦合激光集束在低功率水平上很成功，但是随着功率的增长，获得低阶模式运转很困难；倏逝波(漏泄波)激光集束主要倾向于对反相光束进行耦合，这会使共轴远场光强为零，在扩展性上有难度；自组织激光集束目前的实验结果也显示了其在对数目较大的激光阵列进行组束时，效率下降明显。

基于上述情况，本发明提出一种基于多氙灯光源的非耦合、多光束的合成技术，在光源腔体外对多个单光源进行光束整形、光斑微缩、传输路径的研究，在此基础上，采用非耦合集束的方式将光束耦合，整合成一束具有高功率、高能量、内含多种自由选择波长等特点的强光束。

发明内容

本发明涉及一种基于多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统，主要是设计并制作具有高稳定度的氙灯电源，搭建基于多氙灯光源的多光束非耦合系统的紫外光源实验系统，可进行不同排列、不同数量的集束方式，获得多种不同的组合方式，为其在生物工程领域和光固化工业领域的不同应用场景提供选择。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统，主要包括氙灯光源(多个)、滤光系统、聚光系统、光束集束器四个部分。