紧凑型光纤激光扩束准直系统技术方案

本发明专利技术提供一种紧凑型光纤激光扩束准直系统，包括激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、成像器件、凹透镜和凸透镜。所述异形镜至少具有用于主激光入射的第一侧面、用于主激光出射以及目标反射或散射光入射的第二侧面、用于成像的目标反射或散射光出射的第三侧面和用于监测光出射的第四侧面。本发明专利技术在传统光纤准直系统中引入异形镜，可同时实现激光扩束准直发射、目标成像和发射激光性能监测等多种功能，具有结构紧凑、使用方便等优势。使用方便等优势。使用方便等优势。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型光纤激光扩束准直系统


[0001]本专利技术涉及光纤激光器件
，特指一种紧凑型光纤激光扩束准直系统。

技术介绍

[0002]扩束准直被广泛应用在光纤激光器的各种应用场合中，用于压缩光纤输出的大发散角光束和准直发射。
[0003]然而目前的扩束准直系统功能单一，如果要同时实现激光扩束准直、目标成像和激光性能监测等多种功能，往往要设置比较多的分光光路，涉及到大量光学器件，系统复杂，体积规模大，便携性差，使用不方便。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种紧凑型光纤激光扩束准直系统，可同时实现激光扩束发射、发射激光分光采样和目标成像。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]紧凑型光纤激光扩束准直系统，包括激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、成像器件、凹透镜和凸透镜。
[0007]所述异形镜至少具有用于主激光入射的第一侧面、用于主激光出射以及目标反射或散射光入射的第二侧面、用于成像的目标反射或散射光出射的第三侧面和用于监测光出射的第四侧面；
[0008]主激光经激光准直发射端帽准直输出后，入射到异形镜的第一侧面，大部分主激光经异形镜的第二侧面透射出来并经凹透镜与凸透镜组成的伽利略式望远镜进行扩束后发射到空间目标；小部分主激光作为监测光经异形镜的第二侧面反射到异形镜的第四侧面并经第四侧面输出耦合进入采样监测端帽，采样监测端帽外接激光监测系统实现激光监测。来自目标的目标反射或散射光作为成像光依次经过凸透镜、凹透镜后入射到异形镜的第二侧面，在异形镜的第一侧面处反射并反射到异形镜的第三侧面，经第三侧面输出到成像反射镜，进入成像器件的成像镜头，经成像器件实现目标成像。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、凹透镜和凸透镜均固定设置在镜筒内。镜筒可采用不锈钢、合金铝等金属材料制成，镜筒用于实现前述光学元器件的安装固定。
[0010]作为本专利技术的优选方案，主激光来自于光纤激光器，光纤激光器的输出光纤与激光准直发射端帽光纤熔接。所述激光准直发射端帽可采用激光出射面为球面的商用光纤端帽，激光准直发射端帽光纤型号与所用光纤激光器的输出光纤型号匹配，激光准直发射端帽的激光出射面为球面，并镀主激光波长增透膜，能够对主激光进行准直，耐受激光功率情况及输出激光光束尺寸根据实际输出功率及多功能准直器的研制方案确定。
[0011]作为本专利技术的优选方案，采样监测端帽可采用激光入射端面为球面的商用光纤端帽，采样监测端帽光纤可选用单模光纤或多模光纤，采样监测端帽的激光入射端面尺寸与
监测光尺寸匹配，采样监测端帽的激光入射端面镀监测光波长增透膜。
[0012]作为本专利技术的优选方案，成像反射镜可采用商用反射镜，其基底材料不限。成像反射镜的反射面镀成像光波长高反膜，成像反射镜的镜面尺寸大于成像光光束尺寸，安装时确保成像反射光光轴与主激光光轴平行。
[0013]作为本专利技术的优选方案，成像镜头可采用商用成像镜头，在成像光波长/波段高透，其成像质量和口径大小可根据实际应用情况确定，成像镜头的安装位置须确保成像光焦平面位于成像器件成像面上。
[0014]作为本专利技术的优选方案，成像器件可采用商用光纤传像束或CCD器件，可根据实际应用情况确定成像器件的性能指标，使用光纤传像束可以获得更加紧凑的体积，但会损失成像光能量和成像分辨率。
[0015]作为本专利技术的优选方案，凹透镜和凸透镜可以是单透镜，也可以是具备相同功能的透镜组，均可采用商用透镜实现，其基底材料在主激光波长和成像光波长/波段处具备高透过率，器件表面镀主激光波长和成像光波长/波段增透膜。器件能够耐受主激光的最高输出功率，其发射激光或成像光束质量可根据实际需求进行设计。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述激光监测系统为光谱仪、功率计或消光比测试仪等，光谱仪实现光谱监测，功率计实现功率监测，消光比测试仪实现激光偏振状态监测。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术在传统光纤准直系统中引入异形镜，可同时实现激光扩束准直发射、目标成像和发射激光性能监测等多种功能，具有结构紧凑、使用方便等优势。
附图说明
[0019]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。
[0020]图1是一实施例的结构示意图；
[0021]图2是一实施例中采用的异形镜的中心截面示意图；
[0022]图3是一实施例中采用的异形镜的结构示意图；
[0023]图4是一实施例中采用的异形镜的结构示意图；
[0024]图5是一实施例中各光轴间的关系图。
具体实施方式
[0025]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做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。
[0026]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。
[0027]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。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0030]参照图1，本专利技术一实施例提供的紧凑型光纤激光扩束准直系统，包括激光准直发射端帽1、采样监测端帽5、异形镜2、成像反射镜6、成像镜头7、成像器件8、凹透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.紧凑型光纤激光扩束准直系统，其特征在于：包括激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、成像器件、凹透镜和凸透镜；所述异形镜至少具有用于主激光入射的第一侧面、用于主激光出射以及目标反射或散射光入射的第二侧面、用于成像的目标反射或散射光出射的第三侧面和用于监测光出射的第四侧面；主激光经激光准直发射端帽准直输出后，入射到异形镜的第一侧面，大部分主激光经异形镜的第二侧面透射出来并经凹透镜与凸透镜组成的伽利略式望远镜进行扩束后发射到空间目标；小部分主激光作为监测光经异形镜的第二侧面反射到异形镜的第四侧面并经第四侧面输出耦合进入采样监测端帽，采样检测端帽外接激光监测系统实现激光监测；来自目标的目标反射或散射光作为成像光依次经过凸透镜、凹透镜后入射到异形镜的第二侧面，在异形镜的第一侧面处反射并反射到异形镜的第三侧面，经第三侧面输出到成像反射镜，进入成像器件的成像镜头，经成像器件实现目标成像。2.根据权利要求1所述的紧凑型光纤激光扩束准直系统，其特征在于：所述激光准直发射端帽、采样监测端帽、异形镜、成像反射镜、成像镜头、凹透镜和凸透镜均固定设置在镜筒内。3.根据权利要求2所述的紧凑型光纤激光扩束准直系统，其特征在于：镜筒采用不锈钢或者合金铝制成。4.根据权利要求1、2或3所述的紧凑型光纤激光扩束准直系统，其特征在于：主激光来自于光纤激光器，光纤激光器的输出光纤与激光准直发射端帽光纤熔接。5.根据权利要求4所述的紧凑型光纤激光扩束准直系统，其特征在于：异形镜的长度方向上具有相对设置且相互平行的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面之间的距离为h；第一侧面与竖直平面之间的夹角为α；第四侧面与第一侧面相邻且第四侧面与第一侧面之间的夹角为C，第四侧面与竖直平面之间的夹角为α+C；夹角α与C之间存在如下关系：其中异...

【专利技术属性】
技术研发人员：马阎星，罗根，何姝玥，吴坚，喻湘荣，周朴，司磊，许晓军，陈金宝，
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：