双波段扩束镜光学系统技术方案

本发明专利技术涉及双波段扩束镜，包括沿入射光传输方向设置的第一透镜，第二透镜和第三透镜，在第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面，第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均为熔融石英，引入衍射光学面，来对色差矫正，从而满足使用同一种材料的扩束镜可以在紫外、绿光两个波段下工作，使其在两个波段范围的扩束倍率为5倍，8倍，10倍，20倍。

Double-band beam expander optical system

The present invention relates to a dual-band beam expander, which includes a first lens, a second lens and a third lens arranged along the direction of transmission of incident light. A diffractive optical surface is arranged on at least one side of the first lens, a second lens and a third lens. The materials of the first lens, a second lens and a third lens are fused quartz, and a diffractive optical surface is introduced to correct the chromatic aberration so as to meet the requirements of the same use. A material beam expander can work in two bands of ultraviolet and green light, making its beam expanding ratio 5 times, 8 times, 10 times and 20 times in two bands.

【技术实现步骤摘要】
双波段扩束镜光学系统
本专利技术涉及光学领域，尤其涉及双波段扩束镜光学系统。
技术介绍
扩束镜一直便是激光加工应用中必不可少的光学组件，其主要作用是将激光光束放大。扩束镜的结构基本上采用望远系统，主要分为伽利略望远系统和卡塞格林系统。对于单波长的扩束镜，在设计和制造方面的技术都已经成熟。常用激光输出波段主要有红外、绿光和紫外波段，为了提高扩束镜的使用效率，使其满足二种或者三种以上的波段共同使用，因此需要扩束镜对色差进行校正。一般校正色差，会利用不同材料对光波的色散不同这一特性，选取不同材料的玻璃进行系统色差的消除。例如，对于绿光和红外光来讲，有多种冕牌玻璃和火石玻璃的材料，可以用于这两个波段的使用。但是对于紫外光来讲，目前可以选择的材料很少，由于紫外光波段材料的局限性，如何在使用单一材料的情况下，还可以使扩束镜工作在紫外光和绿光两个波段，是本专利技术亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双波段扩束镜光学系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种双波段扩束镜光学系统，包括沿入射光传输方向设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，第一透镜焦距f的范围为-5≤f≤-25mm；所述第二透镜和第三透镜为正透镜，每个正透镜焦距f的范围为-10≤f≤-500mm；在所述第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均相同。进一步的，所述衍射光学面为二元面。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均为熔融石英。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为58mm<d2<60mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为2mm<d4<6mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-13.2mm，第二球面的曲率半径是9.15mm；所述第二透镜的中心厚度d3为3.5<d3<5.5mm，所述第三球面的曲率半径为-94.41mm，第四球面的曲率半径是-40.8mm；所述第三透镜的中心厚度d5为3.5<d5<4.5mm，第五球面的曲率半径为-248.04mm，第六球面的曲率半径为-57.32mm。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为105mm<d2<109mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为2mm<d4<6mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-15.58mm，第二球面的曲率半径是5.81mm；所述第二透镜的中心厚度d3为3.5<d3<5.5mm，所述第三球面的曲率半径为-221.79mm，第四球面的曲率半径是-76.78mm；所述第三透镜的中心厚度d5为3.5<d5<4.5mm，第五球面的曲率半径为-635.58mm，第六球面的曲率半径为-96.95mm。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为135mm<d2<140mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为2mm<d4<6mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-22.16mm，第二球面的曲率半径是4.21mm；所述第二透镜的中心厚度d3为3.5<d3<5.5mm，所述第三球面的曲率半径为-340.57mm，第四球面的曲率半径是-103.13mm；所述第三透镜的中心厚度d5为3.5<d5<4.5mm，第五球面的曲率半径为-997.87mm，第六球面的曲率半径为-123.83mm。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为284mm<d2<289mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为10mm<d4<13mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-22.16mm，第二球面的曲率半径是4.21mm；所述第二透镜的中心厚度d3为3.5<d3<5.5mm，所述第三球面的曲率半径为-340.57mm，第四球面的曲率半径是-103.13mm；所述第三透镜的中心厚度d5为11<d5<13mm，第五球面的曲率半径为-997.87mm，第六球面的曲率半径为-123.83mm。本专利技术提供的双波段扩束镜光学系统，包括沿入射光传输方向设置的第一透镜，第二透镜和第三透镜，第一透镜为负透镜，第二透镜和第三透镜为正透镜，在第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面，第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均为熔融石英，工作在波段355nm和532nm，使其在两个波段范围的扩束倍率为5倍，8倍，10倍，20倍。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体结构图1为本专利技术一实施例双波段扩束镜的示意图；图2为本专利技术一实施例双波段扩束镜示意图；图3为本专利技术一实施例双波段扩束镜扩束倍率为5倍时波形示意图；图4为本专利技术一实施例双波段扩束镜扩束倍率为8倍时波形示意图；图5为本专利技术一实施例双波段扩束镜扩束倍率为10倍时波形示意图；图6为本专利技术一实施例双波段扩束镜扩束倍率为20倍时波形示意图；1-第一透镜；2-第二透镜；3-第三透镜；11-第一球面；12-第二衍射光学面；21-第三球面；22-第四球面；31-第五球面；32-第六球面。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本专利技术最关键的构思在于：本专利技术提出一种双波段扩束镜包括沿入射光传输方向设置的第一透镜，第一透镜焦距f的范围为-5≤f≤-25mm；第二透镜和第三透镜焦距f的范围为-10≤f≤-500mm，第二透镜和第三透镜，第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均相同，在第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面，引入衍射光学面，来对色差矫正，从而满足使用同一种材料的扩束镜可以在紫外、绿光两个波段下工作。本专利技术提供的一种双波段扩束镜光学系统，包括沿入射光传输方向设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3；所述第一透镜1为负透镜，第一透镜1焦距f的范围为-5≤f≤-25mm；所述第二透镜2和第三透镜3为正透镜，每个正透镜焦距f的范围为-10≤f≤-500mm；在所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3中至少一面上设置有衍射光学面12；引入衍射光学面12，来对色差矫正，从而满足使用同一种材料的扩束镜可以在紫外、绿光两个波段下工作。所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的材料均相同。从以上描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过沿入射光传输方向设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜，第一透镜焦距f的范围为-5≤f≤-25mm；第二透镜和第三透镜焦距f的范围为-10≤f≤-500mm；在第一透镜、第二透镜、第三透镜中至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双波段扩束镜光学系统，其特征在于：包括沿入射光传输方向设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，第一透镜焦距f的范围为‑5≤f≤‑25mm；所述第二透镜和第三透镜为正透镜，每个正透镜焦距f的范围为‑10≤f≤‑500mm；在所述第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均相同。

【技术特征摘要】
1.一种双波段扩束镜光学系统，其特征在于：包括沿入射光传输方向设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，第一透镜焦距f的范围为-5≤f≤-25mm；所述第二透镜和第三透镜为正透镜，每个正透镜焦距f的范围为-10≤f≤-500mm；在所述第一透镜、第二透镜、第三透镜中至少一面上设置有衍射光学面；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均相同。2.如权利要求1所述的双波段扩束镜光学系统，其特征在于：所述衍射光学面为二元面。3.如权利要求2所述的双波段扩束镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的材料均为熔融石英。4.如权利要求3所述的双波段扩束镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为58mm<d2<60mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为2mm<d4<6mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-13.2mm，第二衍射光学面的曲率半径是9.15mm；所述第二透镜的中心厚度d3为3.5<d3<5.5mm，所述第三球面的曲率半径为-94.41mm，第四球面的曲率半径是-40.8mm；所述第三透镜的中心厚度d5为3.5<d5<4.5mm，第五球面的曲率半径为-248.04mm，第六球面的曲率半径为-57.32mm。5.如权利要求3所述的双波段扩束镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的其它面为球面；所述第一透镜与第二透镜在光轴上的中心间距d2为105mm<d2<109mm，所述第二透镜与第三透镜在光轴上的中心间距d4为2mm<d4<6mm；所述第一透镜的中心厚度d1为1.5<d1<3.5mm，第一球面的曲率半径是-15.58mm，第二衍射光学面的曲率半径是5.81mm；所述第二透镜的中心厚度d3为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林子棋，周云申，
申请(专利权)人：常州英诺激光科技有限公司，江苏微纳激光应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32