激光束聚焦器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光束聚焦器，包括：半导体激光器，在激光束的光束传播路径上依次间隔设置有第一正透镜、第二正透镜和负透镜，激光束经第一正透镜、第二正透镜、负透镜后在负透镜后方形成点状光斑；所述的第一正透镜为新月形透镜，新月形透镜的凹面朝向激光器方向，新月形透镜的凸面朝向激光束传播方向，且新月形透镜的凸面曲率半径小于新月形透镜的凹面曲率半径。该激光束聚焦器能实现近距离范围内物体的测量。

【技术实现步骤摘要】
激光束聚焦器
本技术涉及激光
，尤其涉及激光束聚焦器。
技术介绍
近年来激光技术迅猛发展，由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好以及能量密度高等特点，因而激光技术广泛应用于工业生产、通讯、信息处理等领域，尤其在焊接、切割、测量等工业生产中应用更为广泛。在测量物体距离、检测物体形貌的非接触测量过程中通常采用带半导体激光器的激光检测传感器进行测量，由于半导体激光器的激光束发散角大，像散严重，因而在使用带半导体激光器的激光检测传感器进行测量时需要先对激光束进行聚焦准直，目前常见的激光束聚焦器通常采用非球面透镜对激光束进行聚焦准直，但是该种结构的激光束聚焦器无法在近距离范围内形成细光束，因而无法应用于近距离范围内的测量。
技术实现思路
本技术所需解决的技术问题是：提供一种聚焦准直效果好的激光束聚焦器，该激光束聚焦器能实现近距离范围内物体的测量。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：所述的激光束聚焦器，包括：半导体激光器，在激光束的光束传播路径上依次间隔设置有第一正透镜、第二正透镜和负透镜，激光束经第一正透镜、第二正透镜、负透镜后在负透镜后方形成点状光斑；所述的第一正透镜为新月形透镜，新月形透镜的凹面朝向激光器方向，新月形透镜的凸面朝向激光束传播方向，且新月形透镜的凸面曲率半径小于新月形透镜的凹面曲率半径。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，所述的第二正透镜为双凸透镜，所述的负透镜为凸凹透镜，凸凹透镜的凸面朝向激光器方向，凸凹透镜的凹面朝向激光束传播方向。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，双凸透镜上朝向激光束传播方向的凸面曲率半径小于双凸透镜上朝向半导体激光器方向的凸面曲率半径。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，凸凹透镜的凸面曲率半径大于凸凹透镜的凹面曲率半径。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，凸凹透镜中凸面的曲率中心到半导体激光器的距离小于凸凹透镜中凹面的曲率中心到半导体激光器的距离。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，在位于负透镜后方的光束传播路径上设置有能使点状光斑扩散成线状光斑的扩散元件。进一步地，前述的激光束聚焦器，其中，在位于负透镜后方的光束传播路径上设置有能使点状光斑扩散成十字状光斑的扩散元件。本技术的有益效果是：通过第一正透镜、第二正透镜及负透镜的配合使用，有效改善激光束像散问题，从而在缩短激光束聚焦器长度的基础上实现近距离范围内的测量，激光束聚焦器的整体长度尺寸可做到20mm以内，并且测量过程中在100～300mm范围内就能形成直径不大于0.3mm的点状光斑，为提高采用该激光束聚焦器的传感设备的测量精度奠定良好的基础。附图说明图1是本技术所述的激光束聚焦器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及优选实施例对本技术所述的技术方案作进一步详细的说明。实施例1本技术所述的技术方案采用先聚焦后扩散的方式来实现在近距离范围内使半导体激光器发射的激光束聚焦准直形成点状光斑。如图1所示，本实施例所述的激光束聚焦器，包括：半导体激光器1，在半导体激光器1发射的激光束的光束传播路径上依次间隔设置有第一正透镜2、第二正透镜3和负透镜4，激光束经第一正透镜2、第二正透镜3、负透镜4后在负透镜4的后方形成点状光斑。其中所述的第一正透镜2为新月形透镜，新月形透镜的凹面朝向半导体激光器方向，新月形透镜的凸面朝向激光束传播方向，且新月形透镜的凸面曲率半径小于新月形透镜的凹面曲率半径。所述的第二正透镜3为双凸透镜，所述的负透镜4为凸凹透镜，凸凹透镜的凸面朝向半导体激光器方向，凸凹透镜的凹面朝向激光束传播方向，且双凸透镜上朝向激光束传播方向的凸面曲率半径小于双凸透镜上朝向激光器方向的凸面曲率半径，凸凹透镜的凸面曲率半径大于凸凹透镜的凹面曲率半径，凸凹透镜中凸面的曲率中心到激光器的距离小于凸凹透镜中凹面的曲率中心到激光器的距离。实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于：在位于负透镜4后方的光束传播路径上设置有能使点状光斑扩散成线状光斑的扩散元件，其余结构与实施例1相同，不再赘述。其中将点状光斑扩散成线状光斑的扩散元件为本领域技术人员所公知的，如柱面镜等扩散元件都可以将点状光斑扩散成线状光斑。这里对扩散元件的结构不做具体限定，只要扩散元件具有将点状光斑扩散成线状光斑的功能即可。实施例3本实施例与实施例1的不同之处在于：在位于负透镜4后方的光束传播路径上设置有能使点状光斑扩散成十字状光斑的扩散元件。其余结构与实施例1相同，不再赘述。其中将点状光斑扩散成十字状光斑的扩散元件为本领域技术人员所公知的。这里对扩散元件的结构不做具体限定，只要扩散元件具有将点状光斑扩散成十字状光斑的功能即可。以上所述仅是本技术的较佳实施例，并非是对本技术作任何其他形式的限制，而依据本技术的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本技术要求保护的范围。本技术的优点是：①通过第一正透镜2、第二正透镜3及负透镜4的配合使用，有效改善激光束像散问题，从而在缩短激光束聚焦器长度的基础上实现近距离范围内的测量，激光束聚焦器的整体长度尺寸可做到20mm以内，并且测量过程中在100～300mm范围内就能形成直径不大于0.3mm的点状光斑，为提高采用该激光束聚焦器的传感设备的测量精度奠定良好的基础；②将直径不大于0.3mm的点状光斑通过扩散元件扩散后得到的线状光斑、十字状光斑的光纹更细，大大提高了采用该激光束聚焦器的传感设备的检测精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光束聚焦器，包括：半导体激光器，其特征在于：在激光束的光束传播路径上依次间隔设置有第一正透镜、第二正透镜和负透镜，激光束经第一正透镜、第二正透镜、负透镜后在负透镜后方形成点状光斑；所述的第一正透镜为新月形透镜，新月形透镜的凹面朝向激光器方向，新月形透镜的凸面朝向激光束传播方向，且新月形透镜的凸面曲率半径小于新月形透镜的凹面曲率半径。

【技术特征摘要】
1.激光束聚焦器，包括：半导体激光器，其特征在于：在激光束的光束传播路径上依次间隔设置有第一正透镜、第二正透镜和负透镜，激光束经第一正透镜、第二正透镜、负透镜后在负透镜后方形成点状光斑；所述的第一正透镜为新月形透镜，新月形透镜的凹面朝向激光器方向，新月形透镜的凸面朝向激光束传播方向，且新月形透镜的凸面曲率半径小于新月形透镜的凹面曲率半径。2.按照权利要求1所述的激光束聚焦器，其特征在于：所述的第二正透镜为双凸透镜，所述的负透镜为凸凹透镜，凸凹透镜的凸面朝向激光器方向，凸凹透镜的凹面朝向激光束传播方向。3.按照权利要求2所述的激光束聚焦器，其特征在于：双凸透镜上朝向激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟新，熊斌，张启航，王磊，张向锋，
申请(专利权)人：苏州睿牛机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32