非高斯光束聚焦系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种非高斯光束聚焦系统，其包括空心波导(1)，光束从空心波导(1)出射后，再依次经过第一透镜系统和第二透镜系统后出射。本实用新型专利技术具有结构简单、成本低和调节范围大的优点。透镜系统均由光学玻璃制成，这样在其加工工艺上比较稳定，可以保证聚焦系统的品质。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关一种非高斯光束的聚焦，特别适用于空心波导中电磁辐射的聚焦。
技术介绍
空心波导现在广泛用于医疗，工业加工及光传输等各个领域。尤其是波长在 10. 6 μ m和0. 6328 μ m的激光特别适合在空心波导中传输。经过空心波导传输出来的光并 不是高斯光。从空心波导总出射的最小光斑尺寸为0. 8mm，在许多高级医疗和工业加工应用中， 需要更小的光斑尺寸。通常可以通过减小空心波导的内径来减小光斑，但是会带来大量的 光能量损耗。另外，将CO2激光耦合进内径非常小的空心波导也会遭遇越来越多的困难。为 了将ω2激光聚焦到0. 3mm或者更小，一种非常好的方法便是用一个或者两个透镜系统将 从空心波导中出射的光聚焦。评价这种方法可以从以下方面着手光斑尺寸、光束质量和传 输功率。由于在空心波导的可弯曲的金属管内壁涂覆有优化的电介质涂层，一般使用的元 素是银，内径为1mm，在光波导端口最小的光斑尺寸是0. 8mm。但是在许多高级医疗和工业 应用中，需要更小的光斑尺寸。传统的聚焦非高斯光束的系统，只使用一个凸透镜，这样会 带来额外的球面相差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种非高斯光束聚焦系统。本技术 结构简单，成本低，且能将从空心波导中出射的(X)2激光的光斑尺寸减至理想值。本技术所采用的技术方案是非高斯光束聚焦系统，包括空心波导，光束从空 心波导出射后，再依次经过第一透镜系统和第二透镜系统后出射。所述第一透镜系统根据光线传播方向依次包括凹透镜、光阑和第一凸透镜。所述第二透镜系统包括第二凸透镜。本技术的优点结构简单、成本低和调节范围大。透镜系统均由光学玻璃制 成，这样在其加工工艺上比较稳定，可以保证聚焦系统的品质。附图说明图1为当达衍射极限激光束进入空心波导后的示意图；图2为空心波导中射出的光束示意图；图3为公知非高斯光束聚焦系统的结构原理图；图4为内部结构示意图；图5为本技术中的非高斯光束聚焦系统的成像示意图。具体实施方式如图4所示，非高斯光束聚焦系统，包括空心波导1，光束从空心波导1出射后，再 依次经过第一透镜系统和第二透镜系统后出射。在优选的实施方式中，第一透镜系统根据光线传播方向依次包括凹透镜2、光阑3 和第一凸透镜4。凹透镜2位于非高斯光束的入口处。在优选的实施方式中，第二透镜系统包括第二凸透镜5。上述凹透镜2、第一凸透镜4和第二凸透镜5均采用光学玻璃。各光学器件均共轴 设置。为便于对本技术的结构及达到的效果有进一步的了解，现配合附图并举较佳 实施例详细说明如下。本技术的特点对于确定的聚焦系统，本结构的聚焦比通过调节透镜间距可 实现大范围内的连续可调；二是对于给定的聚焦比，通过透镜焦距的选择可找到一个最小 间距，以达到节省空间的目的。本技术的技术解决方案如下一种用于聚焦非高斯光束的聚焦系统，由同光轴的依次的凹透镜、光阑、第一凸透 镜和第二凸透镜构成。在实际应用中的光波导长度通常可达1500mm，内径一般为1mm。从空心波导射出 的光是多模，最小光斑尺寸主要由内径决定。虽然可以通过减小内径来得到更小的光斑尺 寸，但是于此同时，会损失大量的光能量，因为衰减损耗是与波导的内径成反比的。对于直 波导，能量的衰减α π可以由Marcatili和khmeltzer来描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．非高斯光束聚焦系统，包括空心波导（１），其特征在于：光束从空心波导（１）出射后，再依次经过第一透镜系统和第二透镜系统后出射。

【技术特征摘要】
1.非高斯光束聚焦系统，包括空心波导(1)，其特征在于光束从空心波导(1)出射后， 再依次经过第一透镜系统和第二透镜系统后出射。2.根据权利要求1所述的聚焦系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾共恩，
申请(专利权)人：武汉奥新科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83