【技术实现步骤摘要】
一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种可连续对激光进行整形的柔性衍射光学元件，属于激光束整形
，具体涉及柔性可调节衍射光学元件、制备方法及应用，适用于微型光谱仪、扫描仪、光通信及半导体激光器等激光应用领域。
技术介绍
早在1665年，弗朗西斯科·格里马第(FrancescoGrimaldi)就发现并定义了光的衍射效应。17世纪时，苏格兰科学家詹姆斯·格雷戈里(JamesGregory)通过在羽毛间观察阳光的衍射现象，首次发现了光栅的衍射原理。瑞利勋爵(LordRayleigh)在1871年首次使用了振幅型菲涅尔波带片，标志着人类开始有目的地利用光的波动理论设计元件并调整光场的分布。衍射光学元件具有体积小、质量轻、造价低、可设计自由度多、可选择材料种类广泛等一系列优点，并能够实现传统光学器件所难以达到的小型化、阵列化、集成化及任意波面变换等功能。激光是20世纪以来人类又一伟大专利技术，被广泛应用在工业加工、生物医疗、科学研究、信息技术和国防军事等领域。激光腔发射的光束截...
【技术保护点】
1.一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件，其特征在于，包括柔性可调节薄膜(1)及衍射光学元件，所述衍射光学元件为衍射光栅(2)或菲涅尔波带片(3)；/n所述的柔性可调节薄膜(1)为衍射光学元件提供稳定的支撑及调节；/n所述的衍射光栅(2)位于柔性可调节薄膜(1)内部，起到衍射光线，改变入射激光束传播方向的作用；/n所述的菲涅尔波带片(3)位于柔性可调节薄膜的表面，起到衍射光线，改变入射激光束聚焦光斑形貌的作用。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件，其特征在于，包括柔性可调节薄膜(1)及衍射光学元件，所述衍射光学元件为衍射光栅(2)或菲涅尔波带片(3)；
所述的柔性可调节薄膜(1)为衍射光学元件提供稳定的支撑及调节；
所述的衍射光栅(2)位于柔性可调节薄膜(1)内部，起到衍射光线，改变入射激光束传播方向的作用；
所述的菲涅尔波带片(3)位于柔性可调节薄膜的表面，起到衍射光线，改变入射激光束聚焦光斑形貌的作用。
2.如权利要求1所述的一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件，其特征在于，所述的柔性可调节薄膜(1)为固化的PDMS薄膜，厚度为700-800mm、长度为70-80mm、宽度为20-30mm；所述的衍射光栅(2)由激光改性线组成，其周期为3-10m、长度为1-3mm，宽度为1-3mm，其距离柔性可拉伸薄膜1的表面50-200m；所述的菲涅尔波带片(3)由激光改性环带组成，其直径为200-300m，位于柔性可拉伸薄膜1的表面。
3.如权利要求1所述的一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件，其特征在于，所述的衍射光栅(2)的一阶衍射角可调节范围为7.36±0.17°-5.08±0.1°、二阶衍射角可调节范围为14.75±0.13°-10.12±0.2°、三阶衍射角可调节范围为22.39±0.17°-15.41±0.24°；所述的菲涅尔波带片(3)的可拉伸到原有尺寸的107.29％，并在子午面和弧矢面分别对入射光束进行聚焦。
4.如权利要求1所述的一种用于激光光斑整形的柔性可调节衍射光学元件的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)、匀胶辅助热固化制备柔性可拉伸薄膜；
具体步骤为：配置预聚物，并将其旋涂、匀胶、固化，最终得到柔性可拉伸薄膜；
(2)、飞秒激光直写加工衍射光学元件：
具体步骤为：所用激光为脉冲飞秒激光，所用加工材料为步骤(1)制备的柔性可拉伸薄膜，采用逐线扫描的方式进行激光加工；首先，依据所设计的衍射光学元件的结构建立与之对应的激光加工数据，即使用MATLAB、VisualBasic或C语言软件编写出衍射光学元件的三维空间坐标；然后，将衍射光学元件的坐标数据导入到飞秒激光直写系统的控制电脑中，同时将激光焦点聚焦到PDMS薄膜内部或薄膜表面，选定初始加工位置，进行逐线扫描；最后，得到与坐标数据对应的衍射光学元件；所述衍射光学元件为衍射光栅(2)或菲涅尔波带片(3)；
(3)、机械拉伸调节衍射光学元件的光学性能；
通过机械拉伸的方式调节衍射光栅(2)的衍射角：
技术研发人员：孙洪波，曹嘉冀，田振男，陈岐岱，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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