光刀系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种光刀系统，它通过对光路的重新调整，来改善精度。该光刀系统包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。非球面透镜放置在柱面镜的焦点处，可以实现光的准直。刀口修正板可遮挡(过滤)掉光片的边缘杂光，形成一亮度集中、厚度均匀、宽度一致的“光刀”。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光刀系统，属于光电子及光测实验力学领域。
技术介绍
光刀系统是指能够发出限制在一平面内的，具有较小宽度的光的光学系统。光刀系统通常应用于以下几个领域。1.用于流体分析上。如通过分析穿透流体的光刀前后能量的变化来分析流体中吸收该波长光的物质的浓度变化(油雾探测器、溶液浓度探测器等就是这种原理)；2.用于投影形貌测量上。如在物体表面上投射一道光刀，物体或光刀两者相对运动(也可以固定其中之一，另一个移动)，光刀就随物体表面的形貌发生扭曲变形，分析该变形以测量被测物的外部形貌。细观上，有人利用该方法测量微小试件的缺陷；医学上，利用该方法测量人体脊柱变形等。目前光刀系统的光学性能存在一些需要完善之处，例如光刀的精度不够，从而制约了应用光刀的设备的测量精度和灵敏度。此外，常用的光刀是用激光作为光源，但是激光光源体积偏大，便携性不足。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种改善精度的光刀系统。本技术所提出的一种光刀系统，包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。在上述的光刀系统中，该激光器的光源为LED光源。在上述的光刀系统中，该非球面透镜布置在该柱面镜的焦点上。如在上述的光刀系统中，该刀口修正板具有一宽度可调节的狭缝。在上述的光刀系统中，该狭缝的延伸方向与该柱面镜的延伸方向垂直。本技术的光刀系统中加入起准直作用的非平面透镜、起刀口的修正板等元件，使得光刀光路进行全新的改造，提高了光刀的质量，使得应用该光刀的设备测量精度及灵敏度大为提高。并且，本技术采用新型光源，提高了光刀的使用寿命及增强了其便携性，可以使其便于整合到其它系统中，扩展了其使用领域。附图说明为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中图1示出本技术一实施例的光刀系统的结构。具体实施方式图1示出本技术一实施例的光刀系统的结构。参照图1所示，光刀系统100 包括激光器101、柱面镜102、非球面透镜103以及刀口修正板104，其中柱面镜102、非球面透镜103以及刀口修正板104按照光路顺序依次布置在激光器101的出射光路上。柱面镜 102为长条形状，其沿着图1中的Y方向延伸。非球面透镜103放置在柱面镜102的焦点处。而刀口修正板104具有用于进行刀口修正的狭缝104a，该狭缝的延伸方向垂直于柱面镜的延伸方向。激光器101发出的激光经过柱面镜102的扩束形成Y方向等厚度而在ZX平面发散的“光片”。也就是说，光片的宽度是从柱面镜向远处扩大的，而厚度(即Y方向)不变。 再将非球面透镜103放置在柱面镜的焦点处，可以实现光的准直。这样，光片不但在ZX平面上受到约束，使其宽度一致，而且厚度方向进一步缩小。最后用一刀口修正板104的狭缝 10 遮挡(过滤)掉该光片的边缘杂光，形成一亮度集中、厚度均勻、宽度一致的“光刀”。 狭缝10 可以调节宽度，从而决定光刀的宽度。在本实施例中，采用非球面透镜103等光学元件，可减少Vignetting渐晕，减少象差及球差，提高光刀的成像效果。在一实施例中，狭缝10 可调节宽度，方便选择合适宽度的光刀，甚至可以目测指导最小宽度光刀的实现而不产生衍射。在一较佳实施例中，激光器101采用LED光源，取代白光或激光光源，实现光刀系统小型化。LED光源的优点是体积很小(Φ 3mm左右)，功率可以很大(6 2(MW以上)； 其次寿命长，通常在10000小时发光寿命以上；再有发热小，能耗低，节能环保。将本技术的光刀系统所产生的光刀投射在三维被测物体，例如骷髅头的表面时，经过光刀平移扫掠过被测物体的表面，光刀不断被被测物体表面的凹凸所调制，其变形反映了被测物体的表面情况。根据光刀变形情况计算，可得到骷髅头的三维空间形貌。再例如，将上述光刀投射在手表面，同样可以获得手的三维形貌。本技术上述实施例描述的光刀系统中加入起准直作用的非平面透镜、起刀口的修正板等元件，使得光刀光路进行全新的改造，提高了光刀的质量，使得应用该光刀的设备测量精度及灵敏度大为提高。并且，本技术的实施例采用的LED光源，提高了光刀的使用寿命及增强了其便携性，可以使其便于整合到其它系统中，扩展了其使用领域。虽然本技术已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本技术，任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本技术的保护范围当以权利要求书所界定的为准。权利要求1.一种光刀系统，其特征在于包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。2.如权利要求1所述的光刀系统，其特征在于，该激光器的光源为LED光源。3.如权利要求1所述的光刀系统，其特征在于，该非球面透镜布置在该柱面镜的焦点上。4.如权利要求1所述的光刀系统，其特征在于，该刀口修正板具有一宽度可调节的狭缝。5.如权利要求4所述的光刀系统，其特征在于，该狭缝的延伸方向与该柱面镜的延伸方向垂直。专利摘要本技术公开一种光刀系统，它通过对光路的重新调整，来改善精度。该光刀系统包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。非球面透镜放置在柱面镜的焦点处，可以实现光的准直。刀口修正板可遮挡(过滤)掉光片的边缘杂光，形成一亮度集中、厚度均匀、宽度一致的“光刀”。文档编号G01N21/01GK201965083SQ20102068553公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日专利技术者吴君毅, 张熹, 曾宪友, 艾钢, 郑长江, 陆鹏 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光刀系统，其特征在于包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆鹏，张熹，吴君毅，艾钢，曾宪友，郑长江，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：实用新型
国别省市：31