基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统，所述光学系统包括光束均匀化非球面镜组和长焦深球面准直镜组，其中：所述光束均匀化非球面镜组包括负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜；所述长焦深球面准直镜组包括第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜；各透镜在光的传播方向上依次同轴排列。该光学系统能够将高斯光束转换成分布均匀的平顶高斯光束，为强激光损伤测量、激光清洗、激光抛光及激光燃烧诊断提供优质、高效的激光光束，促进这些领域的深入发展。

【技术实现步骤摘要】
基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统
本专利技术属于激光应用光学领域，涉及一种连续激光及脉冲激光的高斯光束能量空间分布的均匀化光学系统。
技术介绍
强激光与材料相互作用、激光清洗、激光抛光、激光熔覆、激光燃烧诊断是近年来激光应用技术发展的热点研究领域。强激光与材料相互作用时不可避免地会对材料表面及内部产生损伤或破坏，目前国际上通常采用损伤阈值（即作用于材料表面能够引起损伤的平均激光功率密度或能量密度）来定量评价这种破坏效应的程度。然而，激光器输出的光束一般均为高斯或类高斯分布的光斑，这种光斑具有中间高两边弱的能量分布特点，采用这种光束作用于材料本身，将使得材料与激光相互作用时空间各点的能量分布不均匀，导致采用平均激光功率密度或平均能量密度表征激光损伤阈值不具有统一的规范和标准。即便不同激光器厂商的平均功率/能量密度相同，但由于激光的其他参数不同（如激光脉宽、光束质量等），因此激光峰值功率/能量密度也不一定完全一致。这些问题将致使采用不同激光进行的研究不具有可比性和参考性，给建立定量评价激光损伤标准带来了极大困扰。激光清洗、激光抛光和激光熔覆也是当前激光应用技术的重要研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统，其特征在于所述光学系统包括光束均匀化非球面镜组和长焦深球面准直镜组，其中：所述光束均匀化非球面镜组包括负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜；所述长焦深球面准直镜组包括第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜；所述负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜、第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜在光的传播方向上依次同...

【技术特征摘要】
2018.12.20 CN 20181156504621.一种基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统，其特征在于所述光学系统包括光束均匀化非球面镜组和长焦深球面准直镜组，其中：所述光束均匀化非球面镜组包括负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜；所述长焦深球面准直镜组包括第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜；所述负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜、第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜在光的传播方向上依次同轴排列。2.根据权利要求1所述的基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统，其特征在于所述负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜、第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜的材质均为F_SILICA并镀有增透膜，保证每个透镜的透过率为99.9%。3.根据权利要求1或2所述的基于非球面镜像差效应的长焦深激光光束均匀化光学系统，其特征在于所述负光焦度弯月凸透镜、第一正光焦度弯月凸透镜、含有非球面的负光焦度弯月凹透镜、负光焦度双凹透镜、第二正光焦度弯月凸透镜、第三正光焦度弯月凸透镜、负光焦度凹透镜、正光焦度凸透镜、负光焦度弯月凹透镜沿光的传播方向依次排列的18个镜面的面型、曲率半径及间隔分别为：凸球面、10.55mm、4.062mm；凹球面、7.809mm、6.069mm；凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振，张建隆，郭鑫民，于祥燕，张全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23