专利名称：一种激光束均匀辐照光学系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于高功率激光器中、可在目标靶面获得均勻的光斑强度分布，并且可灵活地改变目标光斑的大小的激光束均勻辐照光学系统，属于激光束均勻辐照光学系统的改造技术。
背景技术：
高功率激光器在科学研究及工业领域有着广泛的应用，这类激光器对光束的辐照均勻性提出很高的要求，但是一般情况下激光器产生的光束光强呈高斯分布而不是均勻分布，而且光束在传输过程中不可避免地存在强度和相位的畸变，影响其在目标靶面的辐照质量。目前，透镜列阵是应用较广泛的一种光束整形和勻滑器件，它由多个小透镜元构成， 通过分割激光束来降低光束近场畸变的影响。但是由于激光具有高度的相干性，被分割的子光束在目标靶面重叠时会产生细密的干涉条纹，造成光斑内部光强不均勻，在一些要求比较严格的应用场合这种小尺度的强度调制是不允许的。另外，不同的科研或工业应用场合对光斑大小和形态有不同的要求，目前一般只能通过更换光学系统元件来满足不同的要求，实际操作起来费时费力。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可灵活地改变目标光斑的大小，而且通过破坏激光束的时间和空间相干性可消除光斑内部细密的干涉条纹的激光束均勻辐照光学系统。本发明设计合理，方便实用。本发明的技术方案是本发明的激光束均勻辐照光学系统，包括有依次排列的对入射的窄带激光束进行频率展宽的相位调制器、使宽带激光在空间展开的色散光栅、将激光束分割成大量子光束的正透镜列阵及负透镜列阵、使激光束在目标靶面形成均勻光斑的聚焦透镜，且相位调制器、色散光栅、正透镜列阵、负透镜列阵、聚焦透镜的光轴在同一直线上。上述正透镜列阵包括有若干个相同的正小透镜元，小透镜元的口径为d,焦距为Λ。上述负透镜列阵包括有若干个相同的负小透镜元，小透镜元的口径为 /，焦距为 f2,正透镜列阵的小透镜元的口径J与负透镜列阵的小透镜元的口径d相同。上述正透镜列阵与负透镜列阵之间的距离为·5。上述聚焦透镜的焦距为f。上述光束在聚焦透镜的焦面上形成大小为a的均勻光斑，光斑大小与系统参数的关系为
权利要求
1.一种激光束均勻辐照光学系统，其特征在于包括有依次排列的对入射的窄带激光束进行频率展宽的相位调制器(1)、使宽带激光在空间展开的色散光栅(2)、将激光束分割成大量子光束的正透镜列阵(3)及负透镜列阵(4)、使激光束在目标靶面形成均勻光斑的聚焦透镜(5)，且相位调制器(1)、色散光栅(2)、正透镜列阵(3)、负透镜列阵(4)、聚焦透镜 (5)的光轴在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述正透镜列阵(3) 包括有若干个相同的正小透镜元，小透镜元的口径为^焦距为/；。
3.根据权利要求2所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述负透镜列阵(4) 包括有若干个相同的负小透镜元，小透镜元的口径为A焦距为/2，正透镜列阵(3)的小透镜元的口径V与负透镜列阵(4)的小透镜元的口径d相同。
4.根据权利要求3所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述正透镜列阵(3) 与负透镜列阵(4)之间距离为a
5.根据权利要求4所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述聚焦透镜(5)的焦距为f。
6.根据权利要求5所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述光束在聚焦透镜 (5)的焦面上形成大小为a的均勻光斑，光斑大小与系统参数的关系为
7.根据权利要求6所述的激光束均勻辐照光学系统，其特征在于上述负透镜列阵(4) 固定不动，正透镜列阵(3)能沿光轴移动。
全文摘要
本发明是一种激光束均匀辐照光学系统。包括有依次排列的对入射的窄带激光束进行频率展宽的相位调制器、使宽带激光在空间展开的色散光栅、将激光束分割成大量子光束的正透镜列阵及负透镜列阵、使激光束在目标靶面形成均匀光斑的聚焦透镜，且相位调制器、色散光栅、正透镜列阵、负透镜列阵、聚焦透镜的光轴在同一直线上。本发明由于被相位调制器和色散光栅展宽后的激光束包含大量分立的频率分量，每种频率分量所形成的光斑在目标靶面非相干叠加，所以光斑内部的细密干涉条纹也会被抹平，这样，目标焦面上可获得辐照均匀的光斑，而且光斑大小可灵活地调节，使用一套光学系统即可方便地满足不同条件下对光斑的要求。
文档编号G02B27/09GK102253493SQ20111017477
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者江秀娟 申请人:广东工业大学