大口径高功率激光缩束透镜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大口径高功率激光缩束透镜，该透镜包括光入射面以及光出射面，光入射面是非球面；光出射面是平面。本实用新型专利技术提供了一种不需要专用的补偿透镜以及提高对接精度的大口径高功率激光缩束透镜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学领域，涉及一种缩束透镜，尤其涉及一种能够完成大口径高功率激光缩束透镜。
技术介绍
在激光测量系统中，需要对激光的远场、近场等参数进行测量，由于激光束口径非常大(360mmX 360mm)，而测试仪器的输入口径一般又较小，因此，在测试光路中需要首先对主光路的激光束进行缩束，以便与后续测试设备的输入口径相匹配。目前的测试系统中的缩束光学元件一般有大口径的离轴非球面反射镜、大口径的 旋转对称非球面透镜。两种类型的元件各有优缺点，大口径的离轴非球面反射镜降低了光束对材料的要求，但是元件为大口径的离轴非球面，给元件的加工、检测带来了很大的困难，并且元件难以达到较高的面形精度，最终带给系统波前较大误差；大口径的旋转对称非球面透镜对材料有较高的要求，根据目前的材料参数测试结果显示材料指标能够满足使用要求，相比较离轴的非球面元件，旋转对称的元件更容易加工、达到更高的波前精度。目前的高功率激光波长为1053nm、351nm(使用波长)，而透镜波前测试仪器(例如各种类型的干涉仪)的检测波长为632. 8nm，非球面透镜在检测过程中需要设计专用的补偿透镜，以便补偿两个波长(使用波长和检测波长)之间的色差。并且非球面透镜的口径大，非球面透镜和后组负透镜组的对接存在较大的难度，系统对接的精确与否决定系统透射波前的光束质量，对测量结果有很大的影响。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的目前激光测量系统中，大口径非球面透镜的测试需要设计专用的补偿透镜，以及大口径非球面透镜与后组负透镜组的对接偏差大等技术问题，本技术提供了一种不需要专用的补偿透镜以及提高对接精度的大口径高功率激光缩束透镜。本技术的技术解决方案是本技术提供了一种大口径高功率激光缩束透镜，包括光入射面以及光出射面，其特殊之处在于所述光入射面是非球面；所述光出射面是平面。上述光入射面是二次非球面。上述光入射面是旋转对称的二次非球面。本技术的优点是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜是一件旋转对称的二次非球面透镜元件，沿着光束入射方向，透镜的第一面为二次非球面，透镜的第二面为平面，透镜的使用波长为1053nm(或者351nm)，透镜的材料为能够较好的透过远紫外到近红外波段的光学材料。该大口径、高功率激光缩束透镜在加工、检测阶段不需要专用的补偿透镜，可以在使用波长和检测波长两个波长上同时成理想的像；并且非球面缩束透镜的第二面为平面，在缩束系统的对接中可以利用平面完成非球面缩束透镜与后组负透镜组的自准、穿光后对接，保证从缩束系统出射的光束质量。附图说明图I是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜的结构示意图；图2是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜在使用波长状态下的光路不意图；图3是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜在使用波长状态下的波前示意图；图4是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜在检测波长状态下的光路不意图； 图5是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜在检测波长状态下的波前示意图；图6是本技术所提供的大口径高功率激光缩束透镜的使用状态参考图。其中I-光入射面；2-光出射面。具体实施方式参见图I，本技术提供了一种大口径高功率激光缩束透镜，该透镜是一件旋转对称的二次非球面透镜元件，沿着光束入射方向，透镜的第一面(光入射面I)为二次非球面，透镜的第二面(光出射面2)为平面，该平面在缩束系统的对接中可以利用平面完成缩束透镜与后组负透镜组的自准、穿光后对接，保证从缩束系统出射的光束质量。透镜的使用波长为1053nm(或者351nm)，透镜的材料为能够较好的透过远紫外到近红外波段的光学材料。本技术所提供的透镜在加工、检测阶段不需要专用的补偿透镜，可以在使用波长和检测波长两个波长上同时成理想的像。大口径高功率激光缩束透镜元件使用波长为1053nm(或者351nm)，因此，首先在光学设计上要保证在使用波长下的透镜波前是理想的，透镜在使用波长状态下的设计光路见图2所示，波前差见图3所示，透镜在使用波长状态下的波前差PV = O. 0013 λ，λ =1053nm,波前差是理想的。由于目前干涉仪等检测设备的检测波长为632. 8nm，因此大口径高功率激光缩束透镜元件在使用波长1053nm (或者351nm)下无法完成波前检测。在光学设计上要保证在检测波长632. 8nm下的透镜波前是理想的，透镜在检测波长632. 8nm状态下的设计光路见图4所示，波前差见图5所示，透镜在使用波长状态下的波前差PV = O. 05 λ，λ = 632. 8nm，波前差是理想的。大口径高功率激光缩束透镜用于对大口径高功率激光进行缩束，需要和后组负透镜组共同完成缩束功能，如图6所示。前后透镜组的装配精度关系到缩束后的光束质量，此处利用经纬仪首先完成经纬仪和负透镜组的自准、穿光轴，然后将经纬仪旋转180°，完成经纬仪和非球面缩束透镜的自准、穿光轴，从而完成整个缩束系统的对接。从而保证从缩束系统出射的光束质量。大口径高功率激光缩束透镜综合考虑了透镜在设计、检测以及后续的装调整个过程中所体现出来的优点。大口径高功率激光缩束透镜用于对入射的大口径、高功率激光束进行缩束，能够对使用波长1053nm(或者35Inm)和检测波长632. 8nm同时理想成像，大大简化了元件的检测。在缩束系统的对接阶段，利用经纬仪首先完成经纬仪和负透镜组的自准、穿光轴，然后将经纬仪旋转180°，完成经纬仪和非球面缩束透镜的自准、穿光轴，从 而完成整个缩束系统的对接，保证从缩束系统出射的光束质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径高功率激光缩束透镜，包括光入射面以及光出射面，其特征在于：所述光入射面是非球面；所述光出射面是平面。

【技术特征摘要】
1.一种大口径高功率激光缩束透镜，包括光入射面以及光出射面，其特征在于所述光入射面是非球面；所述光出射面是平面。2.根据权利要求I所述的大口径高功...

【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：实用新型
国别省市：