1064nm变倍扩束镜光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学系统技术领域，具体涉及一种1064nm变倍扩束镜光学系统。
【背景技术】
[0002]激光扩束镜主要有两个用途:其一是扩展激光束的直径；其二是减小激光束的发散角；扩束镜用于压缩激光器输出光束发散角，被广泛应用于工业、安防、医疗等行业。
[0003]公开号为CN101211001A的中国专利公开了一种变倍扩束镜，包括镜筒，设置在镜筒上的第三透镜组，同心设置在所述镜筒内并可沿所述镜筒轴向滑动的第一滑动镜筒和第二滑动镜筒；分别设置在所述第一和第二滑动镜筒上的第一透镜组和第二透镜组，以及可旋转套设在所述镜筒外侧用于调节所述第一和第二滑动镜筒相对所述镜筒的轴向位置的第一调节手环和第二调节手环，其特征在于，所述变倍扩束镜进一步包括:套设在上述镜筒和第一调节手环之间的第一过渡圈，所述第一过渡圈通过第一销轴/螺旋槽机构与所述第一调节手环配合并在所述第一调节手环的旋转带动下沿轴向平移，所述第一过渡圈通过同步机带动所述第一滑动镜筒沿轴向平移；套设在上述镜筒和第二调节手环之间的第二过渡圈，第二过渡圈通过第二销轴/键槽结构与所述第二调节手环配合并在所述第二调节手环旋转带动下旋转，所述第二过渡圈通过第二销轴/螺旋槽机构与所述第二滑动镜筒配合并通过旋转带动所述第二滑动镜筒平移，所述第一过渡圈和第二过渡圈通过第一可旋转轴向连接机构轴向连接。该变倍扩束镜结构复杂，实用性差。
[0004]目前扩束镜的主要问题是激光光束变倍扩束镜入瞳较小，对大光斑光束口径的激光整形会造成能量损失而达不到较好的整形效果；此外市场上流行的变倍扩束镜变倍范围较大，在某些倍率情况下光束发散角压缩不到理想的效果。
【实用新型内容】
[0005]为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种1064nm变倍扩束镜光学系统。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]1064nm变倍扩束镜光学系统，包括按光波照射方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为平凸透镜，第一透镜的左侧面是曲率半径为15.631mm的凸球面，右侧面是平面；所述第二透镜和第三透镜为负弯月形透镜，第二透镜的左侧面是曲率半径为23.5mm的凸球面，右侧面是曲率半径为3.908mm的凹球面；第三透镜的左侧面是曲率半径为22.23mm的凸球面，右侧面是曲率半径为10.0mm的凹球面；所述第四透镜为平凸透镜，第四透镜的左侧面为平面，右侧面是曲率半径为88.51mm的凸球面；第一透镜的左侧面、第二透镜的左侧面、第三透镜的左侧面和第四透镜的左侧面均设置在光波入射的一侧。
[0008]所述的技术方案优选为，所述第一透镜的焦距为33.5mm，通光孔径为10mm。
[0009]所述的技术方案优选为，所述第二透镜的焦距为-10.89mm，通光孔径为10mm。
[0010]所述的技术方案优选为，所述第三透镜的焦距为-37.95mm，通光孔径为8mm。
[0011]所述的技术方案优选为，所述第四透镜的焦距为158mm，通光孔径为40mm。
[0012]所述的技术方案优选为，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均采用H-K9L冕牌玻璃制成。
[0013]所述的技术方案优选为，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的同轴轴向偏差为_0.05mm至+0.05mm。
[0014]所述的技术方案优选为，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均镀1054nm至1074nm波段增透膜。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优越效果在于:所述变倍扩束镜光学系统基于光束传输理论，通过第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜光学镜面面形优化，使其在多个倍率范围内均有良好的扩束质量，扩束倍率为2-4倍，在1054nm至1074nm工作波段内的透过率大于96 %，具有良好的透光性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型1064nm变倍扩束镜光学系统结构示意图。
[0017]附图标识如下:
[0018]1-第一透镜、2-第二透镜、3-第三透镜、4-第四透镜。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]如附图1所示，本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统是一种入瞳较大，光束发散角压缩较好且光束均匀的激光扩束镜光学系统，具体包括按照光波照射方向依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，所述第一透镜I为平凸透镜，第一透镜I的左侧面为凸球面，右侧面为平面；所述第二透镜2和第三透镜3为负弯月形透镜，第二透镜2的左侧面和第三透镜3的左侧面均为凸球面，第二透镜2的右侧面和第三透镜3的右侧面均为凹球面，第四透镜4为平凸透镜，第四透镜4的左侧面为平面，右侧面为凸球面；第一透镜I的左侧面、第二透镜2的左侧面、第三透镜3的左侧面和第四透镜4的左侧面均设置在光波入射的一侧。
[0021]所述第一透镜I的焦距为33.5mm，中心厚度为4mm，通光孔径为10mm，其中，所述第一透镜I的凸球面的曲率半径为15.631mm。
[0022]所述第二透镜2的焦距为-10.89mm，中心厚度为8.78mm，通光孔径为10mm，其中，第二透镜2的凸球面的曲率半径为23.5mm ;第二透镜2的凹球面的曲率半径为3.908mm。
[0023]所述第三透镜3的焦距为-37.95mm，中心厚度为2.00mm，通光孔径为8mm ;其中，第三透镜3的凸球面的曲率半径为22.23mm，第三透镜3的凹球面的曲率半径为10.0mm。
[0024]所述第四透镜4的焦距为158mm，中心厚度为10.0mm，其中第四透镜4的左侧面为平面，其右侧的凸球面的曲率半径为88.51_。
[0025]所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的同轴轴向偏差为-0.05mm至 +0.05mm。
[0026]当使用1054nm至1074nm波段增透膜时，本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统的扩束变倍波段包含扩束倍率分别在2、2.5、3、3.5、4倍情况下，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4之间的间隔距离如下:
[0027]本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统在2倍情况下，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4四个透镜的间距由左向右分别为10.25mm,3.48mm、124.96mm ；
[0028]本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统在2.5倍情况下，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4四个透镜的间距由左向右分别为10.25mm,39.27mm、123.26mm ；
[0029]本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统在3倍情况下，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4四个透镜的间距由左向右分别为10.25mm,73.03mm、122.27mm ；
[0030]本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统在3.5倍情况下，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4四个透镜的间距由左向右分别为10.25mm、105.33mm、121.61mm ；
[0031]本实用新型所述1064nm变倍扩束镜光学系统在4倍情况下，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4四个透镜的间距由左向右分别为10.25mm、125.07mm、121.20mm。
[0032]本实用新型所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均采用H-K9L冕牌玻璃，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均镀1054nm至1074nm增透膜，本实用新型所述变倍扩束镜光学系统在105411111至107411111范围内整体透过率大于96%。
[0033]本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。
【主权项】
1.1064nm变倍扩束镜光学系统，其特征在于，包括按光波照射方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为平凸透镜，第一透镜的左侧面是曲率半径为15.631mm的凸球面，右侧面是平面；所述第二透镜和第三透镜为负弯月形透镜，第二透镜的左侧面是曲率半径为23.5mm的凸球面，右侧面是曲率半径为3.908mm的凹球面；第三透镜的左侧面是曲率半径为22.23mm的凸球面，右侧面是曲率半径为10.0mm的凹球面；所述第四透镜为平凸透镜，第四透镜的左侧面为平面，右侧面是曲率半径为88.51mm的凸球面；第一透镜的左侧面、第二透镜的左侧面、第三透镜的左侧面和第四透镜的左侧面均设置在光波入射的一侧。
2.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜的焦距为33.5_，通光孔径为10_。
3.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第二透镜的焦距为-10.89mm，通光孔径为10mm。
4.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第三透镜的焦距为-37.95mm，通光孔径为8mm。
5.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第四透镜的焦距为158mm，通光孔径为40mm。
6.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均采用H-K9L冕牌玻璃制成。
7.根据权利要求1所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的同轴轴向偏差为-0.05mm至+0.05mm。
8.根据权利要求1或6或7所述的变倍扩束镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均镀1054nm至1074nm波段增透膜。
【专利摘要】本实用新型涉及1064nm变倍扩束镜光学系统，包括按光波照射方向依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为平凸透镜；所述第二透镜和第三透镜为负弯月形透镜；所述第四透镜为平凸透镜；第一透镜的左侧面、第二透镜的左侧面、第三透镜的左侧面和第四透镜的左侧面均设置在光波入射的一侧。本实用新型的优越效果在于：所述变倍扩束镜光学系统基于光束传输理论，通过第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜光学镜面面形优化，使其在多个倍率范围内均有良好的扩束质量，扩束倍率为2-4倍，在1054nm-1074nm工作波段内的透过率大于96％，具有良好的透光性。
【IPC分类】G02B27-09, G02B15-14
【公开号】CN204269912
【申请号】CN201420709188
【发明人】彭红攀, 韩琦琦, 王忠贤, 王 琦
【申请人】北京首量科技有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月21日