光导管以及激光照明装置

本发明涉及激光应用和照明领域，特别是涉及光导管以及激光照明装置。

背景技术：

1、高斯光源发出的光束在光轴任意位置处的强度横断面曲线都呈高斯型，光斑中心区域光强最大，越靠近边缘区域光强逐渐衰减。在照明应用中光源发出的高斯分布光束无法直接应用，需要将照明光场强度进行均匀化处理，实现平顶分布，在所需照明视场内光强均匀分布。

2、内表面反射光导管是一种常用且有效的光束均匀性元件。入射到光导管内的光束在导管内表面将会发生多次反射，每次反射对应一个虚拟子光源，大量虚拟子光源发出的光束在光导管出射端面叠加形成相对均匀的照明光场。在光导管横截面尺寸不变的情况下，增加光导管的长度，可以增加反射次数，提高照明均匀性。但是长度的增加，相应也会增大能量损耗，降低能量传输效率。

3、对于高斯光源而言，光斑中心区域光强度分布集中，常用的一字型或者直线型光导管，会存在光斑中心区域光束直接穿过光导管而未在光导管内表面发生反射的情况，导致光导管出射端面的光斑分布出现中心亮点，影响照明视场均匀性。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种光导管和激光照明装置，以改善上述的缺点，使光导管传输的光源的光强分布均匀。

2、一种光导管，包括：至少两段倾斜光导管和一段水平光导管，各段所述倾斜光导管包括两相互连接的子导管，各段所述倾斜管的两所述子导管位于同一平面，且各段所述倾斜管与所述倾斜管以外的其他倾斜管不在同一平面，所述倾斜光导管的每个子光导管和所述水平光导管的长度足以让光在光导管内反射至少一次。

3、上述方案中，所述光导管包括两段所述倾斜光导管，两段所述倾斜管中一段倾斜管位于第一平面，另一段所述倾斜管位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

4、上述方案中，所述光导管包括至少三段所述倾斜光导管，所述倾斜光导管所在的平面为倾斜平面，相邻的所述倾斜平面形成的夹角为倾斜夹角，任意两倾斜夹角相等。

5、上述方案中，相邻的所述倾斜光导管所在的平面也相邻。

6、上述方案中，所述倾斜光导管的两段子导管直接相互连接形成v字形结构，或者，所述倾斜光导管的两段子导管通过圆弧连接管相连，或者，所述倾斜光导管的两子导管通过一段水平连接管相连，所述倾斜光导管呈梯形结构。

7、上述方案中，所述水平连接管与所述水平光导管平行。

8、上述方案中，所述倾斜管的各子导管沿光传输方向的延长线与所述水平光导管的延长线的夹角为锐角。

9、上述方案中，所述光导管的内壁设置有高反射膜和/或所述光导管内填充有高折射率介质。

10、上述方案中，各段所述倾斜光导管的两子导管轴对称。

11、一种激光照明装置，包括：光源和如上述方案中的光导管，所述光源被置于远离水平光导管的倾斜光导管一侧，以使光从倾斜光导管导入到所述水平光导管。

12、上述光导管和激光照明装置，通过合理设置光导管的弯折形状，即至少两段倾斜光导管和一段水平光导管，各段倾斜光导管包括两相互连接的子导管，各段倾斜管的两子导管位于同一平面，且各段倾斜管与倾斜管以外的其他倾斜管不在同一平面，用于对光源输出原始光斑表面的光强分布进行均匀化处理，分散光斑中心区域的高幅值光强，实现具有平顶分布的照明视场。可以显著改善以高斯光源为代表的光源截面光强分布不均匀性的问题，实现均匀照明。

技术特征：

1.一种光导管，其特征在于，包括：至少两段倾斜光导管和一段水平光导管，各段所述倾斜光导管包括两相互连接的子导管，各段所述倾斜管的两所述子导管位于同一平面，且各段所述倾斜管与所述倾斜管以外的其他倾斜管不在同一平面，所述倾斜光导管的每个子光导管和所述水平光导管的长度足以让光在光导管内反射至少一次。

2.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，所述光导管包括两段所述倾斜光导管，两段所述倾斜管中一段倾斜管位于第一平面，另一段所述倾斜管位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

3.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，所述光导管包括至少三段所述倾斜光导管，所述倾斜光导管所在的平面为倾斜平面，相邻的所述倾斜平面形成的夹角为倾斜夹角，任意两倾斜夹角相等。

4.如权利要求3所述的光导管，其特征在于，相邻的所述倾斜光导管所在的平面也相邻。

5.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，所述倾斜光导管的两段子导管直接相互连接形成v字形结构，或者，所述倾斜光导管的两段子导管通过圆弧连接管相连，或者，所述倾斜光导管的两子导管通过一段水平连接管相连，所述倾斜光导管呈梯形结构。

6.如权利要求5所述的光导管，其特征在于，所述水平连接管与所述水平光导管平行。

7.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，所述倾斜管的各子导管沿光传输方向的延长线与所述水平光导管的延长线的夹角为锐角。

8.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，所述光导管的内壁设置有高反射膜和/或所述光导管内填充有高折射率介质。

9.如权利要求1所述的光导管，其特征在于，各段所述倾斜光导管的两子导管轴对称。

10.一种激光照明装置，其特征在于，包括光源和如权利要求1至9任一所述的光导管，所述光源被置于远离水平光导管的倾斜光导管一侧，以使光从倾斜光导管导入到所述水平光导管。

技术总结
本发明涉及光导管以及激光照明装置，该光导管包括至少两段倾斜光导管和一段水平光导管，各段倾斜光导管包括两相互连接的子导管，各段倾斜管的两子导管位于同一平面，且各段倾斜管与倾斜管以外的其他倾斜管不在同一平面，倾斜光导管的每个子光导管和水平光导管的长度足以让光在光导管内反射一次以上。上述光导管可以显著改善以高斯光源为代表的的光源截面光强分布不均匀性的问题，实现均匀照明。

技术研发人员：李慧,吴晓斌,丁金滨,沙鹏飞,谢婉露,韩晓泉,王魁波,罗艳,谭芳蕊,马钺洋,尹皓玉,张良乐,黄宇峰
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22