高功率激光截止器制造技术

本发明专利技术涉及一种高功率激光截止器，该高功率激光截止器包括梯形棱柱以及罩接于梯形棱柱外部的平行平板。本发明专利技术提供了一种能够使入射激光进行大倍率衰减、极大地对激光进行截止吸收、有效避免系统中出现杂散光和噪声干扰、提高系统精度以及降低使用风险的高功率激光截止器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学领域，涉及一种截止器，尤其涉及一种能够完成高功率激光的截止吸收的高功率激光截止器。
技术介绍
在激光测量系统中，由于入射激光的功率很大，能量也很大，而后续激光测量系统中探测器所需的能量非常小，因此为适应探测器的响应范围，在探测器之前需要将入射激光进行衰减，对于衰减掉的激光如果任由其在测量系统内进行传输，必然会给测量系统带来噪声，对测量系统的信号产生干扰，并且这种剩余激光形成的会聚点一旦入射到系统内部的光学元件或者探测器上，就会对其造成破坏，为避免上述存在的问题，对衰减掉的激光 就需要进行截止吸收处理。一般使用的截止器为平板吸收玻璃，光束入射到平板吸收玻璃上之后，根据平板吸收玻璃厚度不同以及激光波长不同，其对应的激光吸收强度也会不同，但是平板吸收玻璃即便镀上增透膜，其表面仍有0. 5%的反射率，这对于高功率、大能量的激光束，其表面反射量还是非常可观的。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的激光测量系统在衰减后激光能量不能有效截止吸收的问题，本专利技术提供了一种能够使入射激光进行大倍率衰减、极大地对激光进行截止吸收、有效避免系统中出现杂散光和噪声干扰、提高系统精度以及降低使用风险的高功率激光截止器。本专利技术的技术解决方案是本专利技术提供了一种高功率激光截止器，其特殊之处在于所述高功率激光截止器包括梯形棱柱以及罩接于梯形棱柱外部的平行平板。上述梯形棱柱是直角梯形棱柱。上述梯形棱柱是一组或多组，如果是多组时，本专利技术所提供的高功率激光截止器分以下两种情况第一种情况上述梯形棱柱是多组时，所述多组梯形棱柱至少包括第一梯形棱柱以及第二梯形棱柱；所述第一梯形棱柱的下底面与第二梯形棱柱的上底面叠加，其余梯形棱柱按照第一梯形棱柱及第二梯形棱柱排列方式进行排列。上述第一梯形棱柱以及第二梯形棱柱的形状是完全相同的。第二种情况上述梯形棱柱是多组时，所述多组梯形棱柱至少包括第一梯形棱柱、第二梯形棱柱、第三梯形棱柱以及第四梯形棱柱；所述第一梯形棱柱的下底面与第二梯形棱柱的上底面叠加；所述第三梯形棱柱的下底面与第四梯形棱柱的上底面叠加；所述第二梯形棱柱的下底面与第四梯形棱柱的下底面叠加，第一梯形棱柱上表面所加梯形棱柱按照第一梯形棱柱及第二梯形棱柱排列方式进行排列，第四梯形棱柱下底面所加梯形棱柱排列方式与上述方式相同。上述第一梯形棱柱、第二梯形棱柱、第三梯形棱柱以及第四梯形棱柱的形状是完全相同的。上述平行平板是平板吸收玻璃。本专利技术的有益效果是能够使入射激光进行大倍率衰减，极大地对激光进行截止吸收，有效的避免系统中出现杂散光、噪声干扰等问题，提高了系统的精度，降低了使用风险。目前激光测量系统中，衰减后激光能量不能有效截止吸收的问题，本专利技术提供一种激光截止器，能够使入射激光进行大倍率衰减，极大地对激光进行截止吸收，有效的避免系统中出现杂散光、噪声干扰等问题，提高了系统的精度，降低了使用风险。附图说明 图I是本专利技术所采用的梯形棱柱截面示意图；图2是本专利技术所采用的平行平板外形图；图3是本专利技术所提供截止器的实施例结构示意图；图4是入射光束作用于本专利技术中的光路行进原理图；图5是光束作用于本专利技术中所产生翻转的临界图状态示意图；图6是出射光束作用于本专利技术中的光路行进原理图。具体实施例方式参见图I、图2以及图3，本专利技术所提供的高功率激光截止器是由多块顶角为Θ的梯形棱柱截面(如图I)和平行平板(如图2)按照图3所示的方式进行排布组成，具体的计算步骤如下。平行平板罩接在梯形棱柱外部，尤其是光路入射处，平行平板就是现有技术中常用的各种平板吸收玻璃；梯形棱柱可以是任何一种梯形棱柱，在其理论上完全可以，但直角梯形棱柱的使用效果是显著的，该梯形棱柱是一组或多组；如果是多组时，第一种实现方式多组梯形棱柱至少包括形状完全相同的第一梯形棱柱以及第二梯形棱柱；第一梯形棱柱的下底面与第二梯形棱柱的上底面叠加；其余梯形棱柱按照第一梯形棱柱及第二梯形棱柱排列方式进行排列。作为另一种实施方式，梯形棱柱的排列还可以采用如图3所示的方法，该方式的排列中的梯形棱柱至少包括形状完全相同的第一梯形棱柱、第二梯形棱柱、第三梯形棱柱以及第四梯形棱柱；第一梯形棱柱的下底面与第二梯形棱柱的上底面叠加；第三梯形棱柱的下底面与第四梯形棱柱的上底面叠加；第二梯形棱柱的下底面与第四梯形棱柱的下底面叠加，第一梯形棱柱上表面所加梯形棱柱按照第一梯形棱柱及第二梯形棱柱排列方式进行排列，第四梯形棱柱下底面所加梯形棱柱排列方式与上述方式相同。如图4、图5以及图6所示，假设梯形棱柱截面的角度为Θ，根据Θ以及光束入射角度的不同，入射光束与梯形棱柱反射面会有多个不同的交点，分别记为01、02.....0m，交点对应的入射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角分别为α 10、α 20.....a m0，当交点次数m满足临界条件关系式时，入射光线将会向光劈入口 AC方向反射(即向外出射)，假设出射光线与梯形棱柱反射面会有多个不同的交点，分别即为P1、P2.....Pn，交点对应的出射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角分别为β 10、β 20.....βπιΟ，则根据几何关系以及光线的反射定律可以进行计算分析得到如下的几组公式。I、入射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角如图4所示，平行光束平行于梯形截面的AB方向入射到光束截止器，经过各反射面的多次反射后根据几何关系可以得到入射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角第一个交点a10 = 90。- 0 ;第二个交点a20 = 90。- Z A0201 = 90。_(Z ABC+ Z 0201B) =90。-2 0;第三个交点a30 = 90。- Z 020301 = 90。_(Z ABC+ Z 0203B) =90。-3 0 ；…第m 个交点amO = 90。10。(I) 2、临界条件关系式推导如图5所示，入射光束从介质的第m个点(即Om点)反射后入射到介质的第m+1个点上，记为P点，当OmP丄AB时，入射光束会沿着原光路返回，即入射光束会在P点变为出射光束(相对于截止器)，P点即为入射光束变为出射光束的临界点。根据几何关系可得至Ij，在入射方向上第m-1 个交点a (m_l)0 = 90。-(m_l) 0。第m 个交点amO = 90。10。a ml = a mO = 90。- /L POmB =Z ABC,即90。-m 0 = 0，可以得到0 = 90。/(m+1)(2)此式即为光线翻转临界条件，当CimK 0时，光线将产生翻转。根据实际需要的m值即可得到梯形棱柱截面的夹角0，从而确定截止器的参数，在实际设计过程中尽量避开ami = 0的状态，此时从截止器出射的光束会沿原光路返回造成系统的噪声。当已知临界角9计算入射光束与介质的交点个数m时，若m为非整数，则m = mO+1 (其中mO为m取整数后的值)。3、出射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角如图6所示，当amK 0时，光线将产生翻转，假设光线翻转后与介质的交点分别记为PU P2、P3.....Pn，则根据几何关系可得到出射光束与梯形棱柱反射面法线的夹角第一个交点@10 = 90。-Z OmPlB = 90。-=(Z PlOmB+ Z AB Pl)_90 ° = _90 ° ={+ZABPl}-9O° = (m+1) 0-90。；第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红光，张彭舜，达争尚，董晓娜，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：