一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，包括从左至右依次设置的入射激光安装装置、激光入口组件、壳体以及激光出口组件；激光入口组件或激光出口组件的外壁套设有传动装置，传动装置一侧配合安装有动力装置；激光入口组件、壳体和激光出口组件同时在传动装置的驱动作用下围绕旋转轴自转；入射激光安装装置用于限定或驱动入射激光相对于旋转轴保持固定或公转；壳体围绕旋转轴自转和/或入射激光围绕旋转轴公转。本发明专利技术结合壳体的自转和入射激光的公转实现入射的局部不均匀高能激光束在较短距离内的匀化，有效消除高能激光中局部能量分布较高的斑点且整体能量损失较小，降低高能激光在近场实验时对于仪器设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置
本专利技术涉及高能激光束近场强度匀化的
，具体是一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置。
技术介绍
当前高能化学激光器及光纤激光器由于非线性等原因产生的高能激光束存在光束分布不均匀、局部光束能量较高的情况；局部光束能量较高会造成光学元件的局部损伤，光束质量的劣化，对近场激光效应实验造成不良影响。传统实现激光匀化的方式主要有以下几种：1、添加毛玻璃或随机相位屏；2、周期性排布微透镜阵列；3、二元台阶式的衍射匀化结构。但是这些方式都存在各自的缺点，添加毛玻璃或随机相位屏虽然结构较为简单，但是会产生较明显的光强损耗；微透镜阵列由于其结构周期性会产生强烈干涉增强和减弱区域；二元台阶式衍射匀化结构的零级衍射能级很难消除；采用后两种方式的匀化装置较为复杂，不易应用于高能激光匀化。同时以上的几种方式均为透射式匀化，无法承受高能激光的辐照，故需要设计一种能够在较短的距离实现高能激光束匀化且较易实现的装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，使得入射的局部不均匀高能激光束经过该匀化装置的匀化后转变成较为均匀的光斑，且激光的整体能量损失较小。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，包括从左至右依次设置的入射激光安装装置、激光入口组件、壳体以及激光出口组件；其中，所述激光入口组件或激光出口组件的外壁套设有传动装置，所述传动装置一侧配合安装有用于提供转动机械能的动力装置；激光入口组件、壳体和激光出口组件同时在所述传动装置的驱动作用下围绕旋转轴自转；所述壳体内部为空腔结构，所述空腔结构内安装有多个平面反射镜，多个所述平面反射镜用于将入射激光等轴线地反射到所述激光出口组件并形成出射激光；所述入射激光安装装置用于限定或驱动所述入射激光相对于所述旋转轴保持固定或公转；所述壳体围绕所述旋转轴自转和/或所述入射激光围绕所述旋转轴公转。进一步的，所述匀化装置还包括套设在所述激光入口组件和激光出口组件的外壁用于限位的固定装置。进一步的，所述固定装置为轴承，所述轴承的内壁固定在所述激光入口组件和激光出口组件的外壁上，所述轴承的外壁套设在支架上并通过所述支架固定所述激光入口组件和激光出口组件的空间位置。进一步的，多个平面反射镜包括至少5个且数量为奇数的反射镜；5个所述反射镜设为第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜以及第五反射镜，所有反射镜均处于同一光学平面内；所述壳体的惯量主轴即为所述旋转轴，所述旋转轴与所述激光入口组件和激光出口组件的中心轴重合；所述壳体在自转过程中，第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜与第一反射镜、第五反射镜的相对位置保持固定，且均围绕所述旋转轴旋转。进一步的，所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜以及第五反射镜的表面均镀有对入射激光高反射性的薄膜层。进一步的，所述入射激光安装装置包括从外至内依次设置的入射激光固定装置、入射激光外框架、入射激光固定杆以及入射激光内框架，还包括安装在所述入射激光外框架外侧并与所述入射激光外框架动力连接的入射激光动力装置、安装在所述入射激光内框架内环的入射激光准直器；所述入射激光外框架在所述入射激光固定装置的限位作用和入射激光动力装置的驱动作用下围绕自身中心轴旋转；所述入射激光内框架的圆心与所述入射激光外框架的中心重合或偏离。进一步的，所述入射激光固定杆的长度可调，用于调整所述入射激光内框架偏离所述入射激光外框架中心的距离。在一个实施例中，所述传动装置为皮带、皮带轮组件。在另一个实施例中，所述传动装置为齿轮组件。进一步的，所述激光入口组件和激光出口组件均为圆形管道，且均与所述壳体固定连接。与现有技术相比，本专利技术的有益之处是：本专利技术提供的基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置通过动力装置配合传动装置提供动力，使得激光入口组件、壳体和激光出口组件作为整体能够同时围绕旋转轴自转；通过入射激光安装装置驱动入射激光相对于旋转轴公转；结合壳体的自转和入射激光的公转能够有效实现入射的局部不均匀高能激光束在较短距离内的匀化，有效消除高能激光中局部能量分布较高的斑点且激光的整体能量损失较小，进一步降低高能激光在近场实验时对于仪器设备的损坏。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。下面结合附图对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术所述基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置的整体示意图；图2是本专利技术所述基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置的内部结构图；图3是本专利技术所述入射激光安装装置的结构示意图；图4是模式一中入射光斑处于激光入口组件处的位置示意图；图5是模式二和模式三中入射光斑处于激光入口组件处的位置示意图；图6是原始光斑的能量分布图(单位：W/cm2)；图7是模式一中匀化后光斑的能量分布图(单位：W/cm2)；图8是模式二中匀化后光斑的能量分布图(单位：W/cm2)；图9是模式三中匀化后光斑的能量分布图(单位：W/cm2)；1、入射激光；2、激光入口组件；3、壳体；4、激光出口组件；5、出射激光；6、旋转轴；7、固定装置；8、动力装置；9、传动装置；10、入射激光安装装置；11、旋转方向；12、入射光斑；13、入射光斑中心公转轨迹；3-1、第一反射镜；3-2、第二反射镜；3-3、第三反射镜；3-4、第四反射镜；3-5、第五反射镜；10-1、入射激光固定装置；10-2、入射激光外框架；10-3、入射激光固定杆；10-4、入射激光内框架；10-5、入射激光动力装置；10-6、入射激光准直器；10-7、入射激光传输光纤；10-8、入射激光公转方向。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，其特征在于，包括从左至右依次设置的入射激光安装装置(10)、激光入口组件(2)、壳体(3)以及激光出口组件(4)；其中，/n所述激光入口组件(2)或激光出口组件(4)的外壁套设有传动装置(9)，所述传动装置(9)一侧配合安装有用于提供转动机械能的动力装置(8)；激光入口组件(2)、壳体(3)和激光出口组件(4)同时在所述传动装置(9)的驱动作用下围绕旋转轴(6)自转；/n所述壳体(3)内部为空腔结构，所述空腔结构内安装有多个平面反射镜，多个所述平面反射镜用于将入射激光(1)等轴线地反射到所述激光出口组件(4)并形成出射激光(5)；/n所述入射激光安装装置(10)用于限定或驱动所述入射激光(1)相对于所述旋转轴(6)保持固定或公转；所述壳体(3)围绕所述旋转轴(6)自转和/或所述入射激光(1)围绕所述旋转轴(6)公转。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，其特征在于，包括从左至右依次设置的入射激光安装装置(10)、激光入口组件(2)、壳体(3)以及激光出口组件(4)；其中，
所述激光入口组件(2)或激光出口组件(4)的外壁套设有传动装置(9)，所述传动装置(9)一侧配合安装有用于提供转动机械能的动力装置(8)；激光入口组件(2)、壳体(3)和激光出口组件(4)同时在所述传动装置(9)的驱动作用下围绕旋转轴(6)自转；
所述壳体(3)内部为空腔结构，所述空腔结构内安装有多个平面反射镜，多个所述平面反射镜用于将入射激光(1)等轴线地反射到所述激光出口组件(4)并形成出射激光(5)；
所述入射激光安装装置(10)用于限定或驱动所述入射激光(1)相对于所述旋转轴(6)保持固定或公转；所述壳体(3)围绕所述旋转轴(6)自转和/或所述入射激光(1)围绕所述旋转轴(6)公转。


2.根据权利要求1所述的一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，其特征在于，还包括套设在所述激光入口组件(2)和激光出口组件(4)的外壁用于限位的固定装置(7)。


3.根据权利要求2所述的一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，其特征在于，所述固定装置(7)为轴承，所述轴承的内壁固定在所述激光入口组件(2)和激光出口组件(4)的外壁上，所述轴承的外壁套设在支架上并通过所述支架固定所述激光入口组件(2)和激光出口组件(4)的空间位置。


4.根据权利要求1所述的一种基于行星转的高能激光束近场强度匀化装置，其特征在于，多个平面反射镜包括至少5个且数量为奇数的反射镜；
5个所述反射镜设为第一反射镜(3-1)、第二反射镜(3-2)、第三反射镜(3-3)、第四反射镜(3-4)以及第五反射镜(3-5)，所有反射镜均处于同一光学平面内；
所述壳体(3)的惯量主轴即为所述旋转轴(6)，所述旋转轴(6)与所述激光入口组件(2)和激光出口组件(4)的中心轴重合；
所述壳体(3)在自转过程中，第二反射镜(3-2)、第三反射镜(...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凯，宋长青，崔文达，陈敏孙，刘昊，赵国民，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43