一种提高LED光源相干性的设备制造技术

一种提高LED光源相干性的方法和设备，主要用于同轴全息光路，结构简单，实用性广，效果明显。设备具有LED灯珠，LED灯珠基座各一个，用于固定光学元件的透镜框架三个，可调小孔光阑一个。透镜框架上用来汇聚LED光束的聚焦透镜和准直LED光束的准直透镜各一片，靠近光源的框架上有一片滤光片用来提高LED光源的时间相干性，可调小孔光阑用以提高LED光源的空间相干性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高LED光源相干性的设备
本技术属于一种用于LED同轴全息光源模块，用来解决LED光源时间相干性与空间相干性差的问题。
技术介绍
目前同轴全息探测系统主要使用激光光源，而激光器尺寸大，抵抗恶劣环境的能力低，使得同轴全息探测系统很难装入密封舱放入水下进行长时间工作。相比于激光器，LED光源具有体积小，抗腐蚀性高等优点，可以代替激光光源在水下长时间工作。使用LED又有一个新的问题，由于LED光源面积大，光谱宽，所以时间相干性与空间相干性很差，若直接使用的话，很难再现出原始图像，成像景深极小。为了解决LED光源相干性差的问题，现在比较常用的方法是在光源前加一狭缝或小孔限制光源大小，但因为LED灯珠的发光体在灯珠里面，这样放置光阑不能直接放置在发光体上，所以效率并不高。
技术实现思路
本技术提出了一种LED光源模块，解决了上述问题。该LED光源模块包括有LED灯珠基座，LED灯珠，光学元件固定框架三个，可调小孔光阑一个。整个系统为同轴光路，所有光学元件均沿同一条光轴放置，LED灯珠和可调小孔光阑位于光轴上。除LED灯珠外的所有光学元件和可调小孔光阑分别固定在大小相等的透镜框架上，框架四个角用四根等长的支撑杆横穿，使得它们的光学平面均平行；LED灯珠紧贴并固定在LED灯珠基座，基座安装LED灯珠的一端有四个开口，四根支撑杆的一端固定在上面，基座的背部为散热鳍结构，可以对灯珠进行散热。LED灯珠位于光路最左端，紧贴LED灯珠的是滤光片，用以减小光束的光谱展宽，增加光源的时间相干性。滤光片后面是一片双凸透镜，对灯珠进行成像，调整透镜到LED灯珠的距离使得LED灯珠位于透镜左侧一倍焦距到二倍焦距之间，使得LED灯珠成放大的实像。双凸透镜后面是可调小孔光阑，可调小孔光阑位于LED灯珠右侧的像面处，而且小孔中间在整个光路的光轴上，可调小孔光阑可以缩小光源面积，增加光源的空间相干性，而且可以通过调节小孔的大小来实现对光源空间相干性的调节。可调小孔光阑后面是一片平凸透镜，凸面面向LED灯珠，平面面向另一侧，调整平凸透镜的位置使得可调小孔光阑恰好在平凸透镜的左侧焦点上，它的作用是准直光束，使得系统最终出射平行光。本技术主要具有以下有益效果：1、该LED光源模组中加入了两种提高光源空间相干性的设备，滤光片可提高光源时间相干性，可调小孔光阑可提高光源空间相干性，相比于只有小孔光阑的传统设备，增加了调节光源时间相干性的能力，使得光源相干性进一步提高。2、该LED光源模组利用透镜成像的方法获得了LED灯珠发光体实像，再从像面处限制发光体面积，相对于直接把小孔加到LED灯珠前面的办法而言，该方法更能有效的增加光源的空间相干性。3、该LED光源模组使用四根支撑杆固定，光学元件之间的平行性比较高，而且调节元件与元件之间距离的时候更容易，实用性更高。当不需要调节了以后使用螺丝把透镜框架与支撑杆之间固定即可。4、该LED光源模组使用模块化设计，所有参数确定以后即可装入密封舱进行使用，密封舱舱盖中间打孔并放置一片蓝宝石窗口用来出射平行光。如果设备需要更换光源，直接把舱体换掉即可，无需再进行参数调节，节约时间。5、该LED光源模组在LED灯珠基座上加入了散热模块，方便对灯珠进行散热，防止在使用高亮度大功率LED灯珠的时候把发光体烧毁。附图说明为了更清楚地说明该技术光源模组的技术方案，下面插入该模组光路图作为附图作简单介绍，其中3，4，6均固定在透镜框架上。图1是本方案的LED光源设备结构示意图。图中：1、LED灯珠基座，2、LED灯珠，3、滤光片，4、聚焦透镜，5、可调小孔光阑，6、准直透镜。具体实施方案下面讲参考附图详细的描述该技术的实施案例，该实施案例仅作为一个参考，该领域技术人员可以通过各个方法实现该技术，而不应被该案例所限制。相反，提供这些实施案例是为了使得该领域技术人员更透彻地了解本技术。本技术案例使用的光学元件均为直径为1英寸的标准光学元件，透镜框架是边长为30mm的矩形框架，可调小孔光阑5暂时选取了一个直径为20微米的固定小孔，粘贴于一个单独的透镜框架上。本技术案例聚焦透镜4处使用了一片焦距为35mm的双凸透镜对LED灯珠发光体进行成像，准直透镜6使用焦距为60mm平凸透镜进行光束准直，两片透镜分别固定在一块透镜框架上。本技术案例使用中心波长为525nm的高功率绿光LED作为光源，频谱展宽50nm，滤光片3选取中心波长为532nm的滤光片。各光学元件的距离：LED灯珠基座1到滤光片3的距离为20毫米。LED灯珠基座1到聚焦透镜4的距离为53.6毫米。聚焦透镜4到可调小孔光阑5的距离为86.4毫米。可调小孔光阑5到准直透镜6的距离为60毫米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高LED光源相干性的设备，其特征在于设有LED灯珠基座，电源，LED灯珠，镜片框架，可调小孔光阑；所述镜片框架数量为3片，分别安装有滤光片，双凸透镜，平凸透镜各一片；所述LED灯珠基座，LED灯珠，镜片框架，可调小孔光阑为同轴结构，使用笼杆进行固定，从左到右依次排列，顺序为：LED灯珠基座，LED灯珠，装有滤光片的镜片框架，装有双凸透镜的镜片框架，可调小孔光阑，装有平凸透镜的镜片框架。

【技术特征摘要】
1.一种提高LED光源相干性的设备，其特征在于设有LED灯珠基座，电源，LED灯珠，镜片框架，可调小孔光阑；所述镜片框架数量为3片，分别安装有滤光片，双凸透镜，平凸透镜各一片；所述LED灯珠基座，LED灯珠，镜片框架，可调小孔光阑为同轴结构，使用笼杆进行固定，从左到右依次排列，顺序为：LED灯珠基座，LED灯珠，装有滤光片的镜片框架，装有双凸透镜的镜片框架，可调小孔光阑，装有平凸透镜的镜片框架。2.如权利要求1所述的一种提高LED光源相干性的设备，其特征在于所述LED灯珠基座使用导热金属材料制成，LED灯珠紧贴基座放置，LED灯珠基座背部为散热鳍结构，为LED灯珠进行散热。3.如权利要求1所述的一种提高LED光源相干性的设备，其特性在于所述镜片框架尺寸为标准1英寸透镜框架，使用两个卡环固定光学元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文彬，侯蕊，郭卜瑜，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：山东,37