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利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置制造方法及图纸

技术编号:8681717 阅读:271 留言:0更新日期:2013-05-09 01:51
本发明专利技术公开了一种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,包括激光器组、合束镜组、半透半反镜、光偏转器、抛物面镜、分色镜组和探测器组,所述激光器组发出不同波长的激光,经合束镜组合束后出射至半透半反镜,所述激光由半透半反镜分为透射激光与反射激光,其中透射激光经光偏转器偏转后形成一定角度的扫描激光,经由抛物面镜反射后,形成平行的扫描激光垂直入射扫描面,扫描面散射的部分光信号按原光路返回至光偏转器,再由光偏转器反射至半透半反镜,经分色镜组将不同波长的光信号送入探测器组。本发明专利技术解决非垂直入射的情况下,光信息随扫描光入射角度的增大而衰减的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光扫描采样装置,具体涉及一种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,利用光偏转器对激光束形成偏转,再通过抛物面镜,将扫描激光垂直于扫描面反射;每一时刻的扫描点反射回的光信号再经由原光路返回,最终送入探测器组接收。
技术介绍
随着各类激光光谱技术的高速发展,激光扫描采样技术已经变得日益成熟,被广泛应用于扫描成像、图像打印、投影、矿物探测、食品检测等诸多领域。目前常用的激光扫描采样技术使用半导体激光器,通过光路的设计和搭建,配合光偏转器件如振镜、转鼓棱镜、声光调制器等,形成一定角度的激光扫描,扫描的同时完成米样。然而,由光偏转器实现的扫描采样,有如下缺点:一、扫描平面时,不易得到相对一致的扫描信号,扫描线中间曝光量强,两边曝光量弱。这主要是由扫描激光入射角度、扫描激光程以及光偏转器在偏转时通光口径不一致引起的。其中扫描激光入射角度的变化是导致该现象的主要原因。二、扫描平面时,扫描激光斑的大小会随着扫描角度变化而变化,具体表现为当光斑聚焦在扫描线中心时,该处光斑为圆形,而扫描线两端光斑为椭圆状,光斑宽度从扫描线两端向中心逐渐变窄。导致扫描后的图像会畸变。三、扫描平面时,虽然扫描角速度是匀速的,但是单位时间内扫描点的位移是变化的,在扫描线中心位移小,在扫描线两端位移大。导致不同时刻扫描区域尺寸不一致。针对以上三个缺点,有人提出了光学透镜组和活动挡板以及柱面转镜的设计:通过光学透镜组也即F-Theta镜组,可以得到一致的扫描角度,部分解决第一个缺点,较好解决了第二和第三个缺点,但结构复杂,且透镜尺寸随着扫描角度或扫描区域的增大而增大。高精度平凹、平凸透镜,每块加工尺寸若达到长度30cm,价格要近万元,而此大视场扫描系统至少需要3块大尺寸透镜组成Ftheta透镜组,造价昂贵。活动挡板的设计中,透光区域是可调的。如果减小中心透光区域,增大两端透光区域,可以缓解第一个缺点造成的问题。这种结构相对简单,便于操作和实现。但该设计无法消除第二和第三个缺点的影响,并且降低了激光的有效利用率。而以柱面转镜为光偏转器的设计,也可以良好地解决第二和第三个缺点,但对第一个缺点没有改善,同时他的加工难度也很大,工艺复杂,不易实现。
技术实现思路
专利技术目的:针对上述现有技术存在的问题和不足,本专利技术的目的是提供一种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,利用抛物面镜的曲率特性实现不同角度的扫描激光平行入射至扫描面,从而保证扫描线各点曝光量一致;同时入射激光是几乎垂直入射至扫描点,扫描点的大部分光信息沿原光路反射回探测器,解决非垂直入射的情况下,光信息随扫描光入射角度的增大而衰减的问题,在振镜与转鼓棱镜扫描等大角度扫描场合尤为适用。技术方案:为实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为一种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描米样装置,包括激光器组、合束镜组、半透半反镜、光偏转器、抛物面镜、分色镜组和探测器组,所述激光器组发出不同波长的激光,经合束镜组合束后出射至半透半反镜,所述激光由半透半反镜分为透射激光与反射激光,其中透射激光经光偏转器偏转后形成一定角度的扫描激光,经由抛物面镜反射后,形成平行的扫描激光垂直入射扫描面,扫描面散射的部分光信号按原光路返回至光偏转器,再由光偏转器反射至半透半反镜,经分色镜组将不同波长的光信号送入探测器组。进一步的,所述合束镜组与分色镜组为二向色镜组。进一步的,所述光偏转器为转鼓棱镜或振镜。进一步的,所述抛物面镜的抛物面轮廓曲线方程用抛物线方程逼近:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,其特征在于:包括激光器组、合束镜组、半透半反镜、光偏转器、抛物面镜、分色镜组和探测器组,所述激光器组发出不同波长的激光,经合束镜组合束后出射至半透半反镜,所述激光由半透半反镜分为透射激光与反射激光,其中透射激光经光偏转器偏转后形成一定角度的扫描激光,经由抛物面镜反射后,形成平行的扫描激光垂直入射扫描面,扫描面散射的部分光信号按原光路返回至光偏转器,再由光偏转器反射至半透半反镜,经分色镜组将不同波长的光信号送入探测器组。

【技术特征摘要】
1.种利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描米样装置,其特征在于:包括激光器组、合束镜组、半透半反镜、光偏转器、抛物面镜、分色镜组和探测器组,所述激光器组发出不同波长的激光,经合束镜组合束后出射至半透半反镜,所述激光由半透半反镜分为透射激光与反射激光,其中透射激光经光偏转器偏转后形成一定角度的扫描激光,经由抛物面镜反射后,形成平行的扫描激光垂直入射扫描面,扫描面散射的部分光信号按原光路返回至光偏转器,再由光偏转器反射至半透半反镜,经分色镜组将不同波长的光信号送入探测器组。2.据权利要求1所述利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,其特征在于:所述合束镜组与分色镜组为二向色镜组。3.据权利要求1所述利用抛物面镜校正扫描角度的激光扫描采样装置,其特征在于:所述光偏转器为转鼓棱镜或振镜。4.据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶莉华王文轩吕昌贵赵翀王叶轩崔一平
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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