空间多角度传输光束的产生方法和分束装置制造方法
【专利摘要】一种空间多角度传输光束的产生方法和分束装置。该分束装置由两片消偏分光平片、两块沃拉斯顿棱镜、两个延迟结构和一组双透镜会聚系统组成。多角度传输光束的产生方法是通过分光平片分束后的偏振状态相互垂直的双脉冲经过延迟线后入射到沃拉斯顿棱镜，经过沃拉斯顿棱镜偏转角度后出射产生四个方向发散出射的脉冲，再通过分光平片合束和双透镜结构产生四个方向会聚的脉冲。该套装置可以将两个入射共线传输的偏振状态相互垂直的线偏振或者圆偏振光产生多个方向传输光束，该装置不仅适用范围广（能够使用于连续光和脉冲光系统），而且具有能量利用率高、结构紧凑、调节简易的优点。
【专利说明】空间多角度传输光束的产生方法和分束装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于激光加工及其应用【技术领域】，主要解决空间多角度传输光束的产生的 问题。
【背景技术】
[0002] 20世纪60年代激光问世不久即开始用于小型、精密零件的加工。近年来，激光 加工技术进一步发展，一些并行加工等场合，对激光的路数、能量等提出了较高的要求。而 在激光的空间角度分布和多路并行上，虽然有一些相对成熟的方法，但是，控制仍然比较复 杂，不易进行调节。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决现有方法的激光光束空间角度少、能量利用率低、调节机构 复杂等问题，依据激光并行加工的要求，提供一种空间多角度传输光束的产生方法及分束 装置，该装置可以将两个偏振状态呈45°的连续激光或者脉冲激光，调节成四路具有任意 角度出射的激光，且能量利用率高、调节简易。
[0004] 首先，本发明提供了一种全息记录角分复用系统中参考光空间多角度传输光束的 产生方法，该方法的具体步骤如下： 第1、将两个偏振状态相互垂直的连续激光或者脉冲激光入射到消偏分光平片化31)进 行分束； 第2、在第一消偏分光平片（BS1)上反射的光束入射到第一延迟线结构（DL1)和坚直放 置的沃拉斯顿棱镜，然后再入射到第二消偏分光平片（BS2)上并透射； 第3、在第一消偏分光平片（BS1)上透射的光束入射到第二延迟线结构（DL2)和水平放 置的沃拉斯顿棱镜，然后入射到第二消偏分光平片（BS2)上并反射； 通过第2步和第3步在第二消偏分光平片（BS2)的一侧产生了 4方向的传输光路； 第4、米用4/"系统对第3步产生的4方向的传输光路进行合束，实现了多方向的参考光 能在同一成像靶面上进行成像或者加工的目的。
[0005] 其次，本发明提供了一种实现以上所述方法的双沃拉斯顿棱镜多角度参考光分束 装置，该装置包括： 两组延迟线；两片消偏分光平片；一组双透镜会聚系统；其中， 第一消偏分光平片（BS1),用于将偏振状态相互垂直的超短激光双脉冲分束为两个方 向出射的脉冲； 第一延迟线结构，位于第一消偏分光平片（BS1)的反射光路上，用于调节反射光路的光 程，以便于调节两对双脉冲的脉冲间隔； 坚直放置的沃拉斯顿棱镜，位于第一延迟线结构的出射光路上，用于将两个光轴方向 相互垂直的脉冲在坚直方向上分开一定的角度； 第二延迟线结构，位于第一消偏分光平片（BS1)的透射光路上，用于调节透射光路的光 程，以便于调节两对双脉冲的脉冲间隔； 水平放置的沃拉斯顿棱镜，位于第二延迟线结构的出射光路上，用于将两个光轴方向 相互垂直的脉冲在水平方向上分开一定的角度； 第二消偏分光平片（BS2),位于两块沃拉斯顿棱镜出射光的交汇处，用于四路光的合 束； 由第一透镜和第二透镜构成的4/系统，用于将四路发散的光线会聚。
[0006] 其中所述的沃拉斯顿棱镜的表面上均镀有增透膜。
[0007] 其中，图1结构4具有高度微位移调节机构，因此可以在极高精度下调节光程； 透镜系统能对分束后的光束起到会聚作用，使之对任意的位置进行成像或者加工。
[0008] 现对任意角度的调节做如下解释： 设沃拉斯顿棱镜出射的双光束夹角为〃，所需汇聚激光夹角为，，则〃和，之间满 足如下公式，
【权利要求】
1. 一种空间多角度传输光束的产生方法，其特征在于该方法的具体步骤如下： 第1、将两个偏振状态相互垂直的连续激光或者脉冲激光入射到第一消偏分光平片 (BSO进行分束； 第2、在第一消偏分光平片（BSJ上反射的光束入射到第一延迟线结构（DLJ和坚直放 置的沃拉斯顿棱镜，然后再入射到第二消偏分光平片（BS2)上并透射； 第3、在第一消偏分光平片（BSJ上透射的光束入射到第二延迟线结构（DL2)和水平放 置的沃拉斯顿棱镜，然后入射到第二消偏分光平片（BS2)上并反射； 通过第2步和第3步在第二消偏分光平片（BS2)的一侧产生了 4方向的传输光路； 第4、米用4/"系统对第3步产生的4方向的传输光路进行合束，实现了多方向的参考光 能在同一成像靶面上进行成像或者加工的目的。
2. -种实现权利要求1所述方法的双沃拉斯顿棱镜多角度参考光分束装置，其特征在 于该装置包括： 两组延迟线；两片消偏分光平片；一组双透镜会聚系统；其中， 第一消偏分光平片（BSJ，用于将偏振状态相互垂直的超短激光双脉冲分束为两个方 向出射的脉冲； 第一延迟线结构，位于第一消偏分光平片（BSJ的反射光路上，用于调节反射光路的光 程，以便于调节两对双脉冲的脉冲间隔； 坚直放置的沃拉斯顿棱镜，位于第一延迟线结构的出射光路上，用于将两个光轴方向 相互垂直的脉冲在坚直方向上分开一定的角度； 第二延迟线结构，位于第一消偏分光平片（BSJ的透射光路上，用于调节透射光路的光 程，以便于调节两对双脉冲的脉冲间隔； 水平放置的沃拉斯顿棱镜，位于第二延迟线结构的出射光路上，用于将两个光轴方向 相互垂直的脉冲在水平方向上分开一定的角度； 第二消偏分光平片（BS2)，位于两块沃拉斯顿棱镜出射光的交汇处，用于四路光的合 束； 由第一透镜和第二透镜构成的4/系统，用于将四路发散的光线会聚。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的沃拉斯顿棱镜的表面上均镀有增透 膜。
【文档编号】B23K26/064GK104227232SQ201410334678
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】杨晓苹, 徐振新, 孙旭娜, 杨勇, 盖琦, 翟宏琛 申请人:天津理工大学