光学衰减器制造技术

本发明专利技术涉及的是一种光学衰减器，该光学衰减器包括超环面反射镜，光阑；超环面反射镜位于待衰减的光束路径上，用于对所述光束进行聚焦，光阑位于所述光束经超环面反射镜反射后的光路上，用于对所述光束进行衰减。本发明专利技术为了解决现有光学衰减器在宽波段范围应用的色差等问题，提出了一种结构简单，可连续调节衰减量，可完全校正色差的反射式光学衰减器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及的是一种光学衰减器，该光学衰减器包括超环面反射镜，光阑；超环面反射镜位于待衰减的光束路径上，用于对所述光束进行聚焦，光阑位于所述光束经超环面反射镜反射后的光路上，用于对所述光束进行衰减。本专利技术为了解决现有光学衰减器在宽波段范围应用的色差等问题，提出了一种结构简单，可连续调节衰减量，可完全校正色差的反射式光学衰减器。【专利说明】光学衰减器
本专利技术涉及的是一种光学器件，尤其涉及一种连续可调的光学衰减器。
技术介绍
光学衰减器分为固定光衰减器和可变光衰减器，现有的可变光衰减器一般是采用透射式光学系统，使光通过部分透光的滤光片或衰减片来阻挡部分光信号。也有一部分反射式光学衰减器，其中包含的反射元件也只是平面镜或有反射作用的棱镜，属于衰减元件。 如图1所示，为采用透射式光学系统的衰减器，其中，由光源S发出的光经透镜LI后形成平行光束，再经光阑A衰减后由透镜L2会聚，最后由接收系统R接收。该系统的缺点是不能完全校正色差等多种光学系统像差，因此无法满足宽光谱光束在全波段上的等效衰减效果。例如，对于紫外波段和近红外波段无法同时实现较好的衰减效果，缩小了光学衰减器的可工作波长宽度，限制了它的应用范围。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种结构简单，可连续调节衰减量，可完全校正色差的反射式光衰减器。 本专利技术提供的光学衰减器，包括超环面反射镜，光阑，入射光经所述超环面反射镜反射后形成会聚光束，并入射至所述光阑，经所述光阑衰减后被接收系统接收，其中，所述超环面反射镜位于所述入射光的光束路径上，用于对所述入射光进行反射并聚焦，所述光阑位于所述会聚光束的光束路径上，用于对所述会聚光束进行衰减。 此外，本专利技术提供的光学衰减器，所述光阑为连续可变光阑。 此外，本专利技术提供的光学衰减器，还包括底座，所述超环面反射镜和所述光阑固定在所述底座上。 此外，本专利技术提供的光学衰减器，还包括入射光纤，所述入射光通过所述入射光纤射出。 此外，本专利技术提供的光学衰减器，还包括接收光纤，所述接收系统通过所述接收光纤接收光束。 本专利技术的有益效果如下: 增加了可变光学衰减器的波长范围，反射镀膜可以使其在紫外(或深紫外)以及近红外波段能够很好的响应，实现宽波段衰减的应用；例如，铝薄膜反射镜可实现真空紫外至红外的高反射率光谱范围(145nm-5000 μ m)。 【专利附图】【附图说明】 图1为现有技术中采用透射式光学系统的衰减器； 图2为本专利技术提供的光学衰减器的示意图； 图3为本专利技术提供的光学衰减器的工作原理图； 图4a_图4d为入射光和光源接收系统位于超环面反射镜的光轴上时，光学模拟得到的光路结构图以及光斑成像图。 图5a_图5d为入射光和光源接收系统分别位于超环面反射镜的两个焦点上时，光学模拟得到的光路结构图以及光斑成像图。 图6a_图6c为本专利技术提供的光学衰减器所使用的可变光阑示意图，其中，从图6a至IJ 6c，光阑孔径依次减小。 图7为为本专利技术提供的光学衰减器所使用的另一种可变光阑的示意图； 图8为本专利技术提供的光学衰减器的具体实施例的示意图。 图9为本专利技术提供的超环面反射镜结构图。 【具体实施方式】 如图2所示，为本专利技术的光学衰减器的【具体实施方式】。本专利技术的光学衰减器包括超环面反射镜I，光阑2。其中3为待裳减的光源,4为后续的光束接收系统。如图3所不，为本专利技术的光学衰减器的工作原理图。光源3发出的入射光，入射到超环面反射镜I上后，被超环面反射镜I反射后形成会聚光束，光阑2位于该会聚光束的光束路径上,对该会聚光束进行衰减，通过光阑2可控制输出的光通量，通过光阑2的光束即为被衰减后的光束，该光束由后续的光束接收系统4接收。 其中，为了达到较高的成像质量，光源3发出的入射光可以位于超环面反射镜I的光轴上，此外，光束接收系统4也可以位于超环面反射镜I的光轴上。此时，通过调节入射光与超环面反射镜I的位置关系可实现光源与光束接收系统处光斑大小的缩放。如图4a_图4d所示，为通过光学模拟得到的光斑成像图，其中，图4a是光学系统的结构图，图4b为光源处的光斑，其直径为1mm，图4c为接收系统处的光斑成像，其中标尺为3mm，图4d为光阑处的光束分布，其中标尺为10mm。由图4a-图4d可见，光源处、接受处和光阑处光束和成像质量都可以满足衰减器的应用。 此外，光源3发出的入射光位于超环面反射镜的焦点处时，可以得到更好的成像质量。此外，光束接收系统4也可以位于超环面反射镜I的焦点处。如图5a-图5d所示，可实现光源与光束接收系统处光斑大小的1:1对应关系。其中，图5a是光学系统的结构图，图5b为光源处的光斑,其直径为Imm,图5c为接收系统处的光斑成像,其中标尺为Imm,图5d为光阑处的光束分布，其中为标尺10mm。由图5a-图5d可见,光源处、接受处和光阑处光束和成像质量都可以满足衰减器的应用。 此外，本专利技术的光学衰减器还可以包括入射光纤，用于传输入射光束，该入射光纤位于超环面反射镜I的光轴上；本专利技术的光学衰减器还可以包括接收光纤，光束接收系统4通过该接收光纤接收衰减后的光束，该接收光纤位于超环面反射镜的光轴上。 此外，本专利技术的光学衰减器还可以包括入射光纤，用于传输入射光束，该入射光纤位于超环面反射镜I的其中一个焦点处；本专利技术的光学衰减器还可以包括接收光纤，光束接收系统4通过该接收光纤接收衰减后的光束，该接收光纤位于超环面反射镜I的另一个焦点处。 入射光纤和接收光纤可以为连续变化介质光纤，芯径通常为100-1000 μ m，数值孔径 0.22。 本专利技术的光学衰减器采用反射式镜面，增加可变光学衰减器的波长范围，使其在紫外(或深紫外)以及近红外波段能够很好的响应(145nm-5000ym)，实现在宽波段衰减的应用；避免了透射式光学衰减器在宽波段应用时因透镜带来的色差问题，同时，超环面反射镜面的应用，还可以校正系统的像差，使其达到了很好的效果。 作为本专利技术的一种实施方式，本实施例的光学衰减器的光阑可以采用连续可变光阑。如图6所示为连续可变光阑的一种,从图6a到6c,光阑孔径依次减小,光的衰减量依次增加。该光阑通过调节通光孔径的大小，来控制光的衰减量。从而，本实施例的反射式光学衰减器能够控制光的衰减量，提供准确的输出光通量。另外，此种光阑同时限制了光束的数值孔径。 另一种可变光阑如图7，易于实现完全衰减效果。 如图8所示，本专利技术的光学衰减器还可以包括底座5，其中，超环面反射镜I和光阑2设置在底座上。此外，底座5上还可以在进光和出光方向设置挡板6，挡板上设置进光孔7和出光孔8，来自光源的光经过进光孔7后，入射到超环面反射镜I上，由超环面反射镜I反射的光经过光阑2后，由出光孔8射出。 超环面反射镜(Toroidal mirror或者Toroidal Reflector)属于非球面镜(如图9)，该曲面在两个正交轴方向分别拥有不同的曲率(Rv，Rh)，这些曲率经过旋转形成超环形曲面。超环面反射镜优化了球面镜的像差，可构成小光斑点对点的成像，在焦点上形成1:1的成像。超环面反射镜的光轴根据曲率的不同而改变，以Rv = 91mm, Rh = 68.8mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学衰减器，包括超环面反射镜，光阑，其特征在于，入射光经所述超环面反射镜反射后形成会聚光束，并入射至所述光阑，经所述光阑衰减后被接收系统接收，其中，所述超环面反射镜位于所述入射光的光束路径上，用于对所述入射光进行反射并聚焦，所述光阑位于所述会聚光束的光束路径上，用于对所述会聚光束进行衰减。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，佟健，
申请(专利权)人：刘涛，
类型：发明
国别省市：北京;11