一种用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜的制作方法

本发明涉及激光诱导荧光技术领域，特别涉及一种用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜。

背景技术：

激光诱导荧光技术因其高亮度、低损耗、响应时间快等优点在照明领域越来越受到重视，使用范围也越来越广。其中按激光入射方式，把荧光片又分为反射式荧光和透射式荧光片，透射式荧光片有散热不足和较强激光透过直射的风险，在商用等领域存在隐患。反射式荧光片没有透射式的这些缺点，但是需要控制一定角度，才能使激光和荧光路径互不干扰，因此，现有的激光诱导荧光装置大多结构复杂、成本较高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种结构简单、成本低且可实现激光和荧光路径互不干扰的用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜，包括一平凸透镜、一全反射棱镜、一补偿棱镜和一反射式荧光片，所述全反射棱镜上设有第一平面、第二平面和第三平面，所述补偿棱镜上设有第四平面和 第五平面，所述第一平面和所述反射式荧光片之间设有第一间隙，所述第二平面与所述第四平面之间设有第二间隙，所述平凸透镜的平面固定安装于所述第三平面；

激光经过所述平凸透镜，由所述第三平面进入所述全反射棱镜，并在所述第二平面发生全反射，然后在所述第一平面发生折射，接着到所述反射式荧光片上汇聚并诱导所述反射式荧光片产生荧光，所述荧光由所述第二平面进入所述全反射棱镜，从所述第二平面出射并从所述第四平面进入所述补偿棱镜，最后从所述第五平面出射，其中，通过改变所述第一平面、第二平面和第三平面之间的夹角，改变所述平凸透镜的焦距，使得所述荧光在所述第二平面上的入射角小于全反射角。

作为本发明的进一步改进，所述第二平面与所述第四平面平行。

作为本发明的进一步改进，所述第一平面与所述第五平面平行。

作为本发明的进一步改进，所述第一平面和所述反射式荧光片平行。

作为本发明的进一步改进，所述第一平面和第二平面的夹角为1°至16°，所述第二平面与第三平面的夹角为35°至55°。

作为本发明的进一步改进，所述全反射棱镜和补偿棱镜材料相同，材料折射率为1.45至2。

作为本发明的进一步改进，所述平凸透镜的焦距为20mm至50mm。

作为本发明的进一步改进，所述第一间隙的的宽度为0.1mm至20mm，所述第二间隙的宽度为0.001mm至1mm。

作为本发明的进一步改进，所述第一间隙和第二间隙为空气隙。

作为本发明的进一步改进，所述平凸透镜的平面与所述第三平面粘合。

相比于现有技术，本发明用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜结构简单、工艺简便，通过改变所述全反射棱镜各个面之间的夹角，改变所述平凸透镜的焦距，使得荧光在所述第二平面上的入射角小于全反射角，可实现激光和荧光路径互不干扰，具有广阔的市场前景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例中用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜的正视图。

图2是本发明实施例中用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜的侧视图。

标记说明：10、平凸透镜；11、凸面；20、全反射棱镜；21、第一平面；22、第二平面；23、第三平面；30、补偿棱镜；31、第四平面；32、第五平面；40、反射式荧光片；41、荧光视场角。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1至2所述，为本发明实施例用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜，所述用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜包括：平凸透镜10、全反射棱镜20、补偿棱镜30和反射式荧光片40，所述全反射棱镜20上设有第一平面21、第二平面22和第三平面23，所述补偿棱镜30上设有第四平面31和第五平面32，所述第一平面21和所述反射式荧光片40之间设有第一间隙，所述第二平面22与所述第四平面31之间设有第二间隙，在本实施例中，所述第一间隙和第二间隙为空气隙，所述平凸透镜10的平面固定安装于所述第三平面23，在本实施例中，所述平凸透镜10的平面与所述第三平面23粘合。在本实施例中，所述第一平面21与所述反射式荧光片40平行，所述第五平面32与所述第一平面21平行，所述第二平面22与所述第四平面31平行，所述第一平面21与第二平面22的夹角等于所述第四平面31与所述第五平面32的夹角。

优选的，所述第一平面21和第二平面22的夹角为1°至16°，所述第二平面22与第三平面23的夹角为35°至55°。

优选的，所述全反射棱镜20和补偿棱镜30材料相同，材料折射率为1.45至2。

优选的，所述平凸透镜10的焦距为20mm至50mm。

优选的，所述第一间隙的的宽度为0.1mm至20mm，所述第二间隙的宽度为0.001mm至1mm。

激光经过所述平凸透镜10后汇聚，由所述第三平面23进入所述 全反射棱镜20，并在所述第二平面22发生全反射，然后在所述第一平面21发生折射，接着入射到所述反射式荧光片40并诱导所述反射式荧光片40产生荧光，在本实施例中，所述平凸透镜10的焦点在所述反射式荧光片40上，所述激光在所述反射式荧光片40上汇聚，所述荧光由所述第二平面22进入所述全反射棱镜20，从所述第二平面22出射并从所述第四平面31进入所述补偿棱镜30，最后从所述第五平面32出射，所述补偿棱镜30用于校正所述荧光，通过调节所述第一平面21、第二平面22和第三平面23之间的夹角，改变所述平凸透镜10的焦距，最终使所述激光在所述第二平面22的入射角大于等于全反射角，同时保证所述荧光在所述第二平面上的入射角小于全反射角，所述平凸透镜10恰好使光线汇聚在所述荧光片40上，最终保证激光和荧光路径互不干扰。

例如，若所述全反射棱镜20与补偿棱镜30的折射率n＝1.517,所述第一间隙和第二间隙为空气隙，利用全反射公式，即可得到全反射角为41.2°，则得到所述第二平面22和所述第三平面23的夹角是41.2°，假设需要的荧光视场角为110°，半角为55°，根据折射定律，得到荧光边缘光线在所述第一平面的出射角为32.7°，即可得到所述第一平面21和第二平面22的夹角为41.2°-32.7°＝8.5°。

相比于现有技术，本发明用于激光诱导荧光的光线反射复合棱镜结构简单、工艺简便，通过改变所述全反射棱镜各个面之间的夹角，改变所述平凸透镜的焦距，使得荧光在所述第二平面上的入射角小于 全反射角，可实现激光和荧光路径互不干扰，具有广阔的市场前景。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。