本申请涉及激光应用领域,尤其是涉及一种能量均匀的激光装置。
背景技术:
1、出光光线分布的均匀性是衡量一个激光装置优劣的重要标准,大部分的光源直出的光线都倾向于以其光轴为中心高斯分布,在视野中呈现中央强,四周暗的效果。
2、为了使光线的分布均匀,在光源的出光方向添加透镜组是常见的技术手段,通过在中央区域和四周设置不同参数的透镜,将中部的光线向周围折射或反射,可以使激光装置的出光效果更加均匀,消除光斑和暗带。
3、但是,因为激光光源优秀的单色性,不同透镜所发出的相近的激光光束交汇之后,重叠区域会发生干涉现象,虽然在整体上光线强度分布均匀了,却在局部区域出现了亮暗条纹。因此亟需一种能在均匀光强的同时消除亮暗条纹的激光装置。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,消除激光装置因为干涉所产生的亮暗条纹,本申请提供一种能量均匀的激光装置。
2、本申请提供的一种能量均匀的激光装置采用如下的技术方案:
3、一种能量均匀的激光装置,包括光源组件和调光组件,所述调光组件包括调光镜和二分之一波片,所述调光镜为拉伸体,所述调光镜的出光面或入光面上具有至少两个调光单元,所述调光单元具有正的光焦度,所述二分之一波片将所述调光单元遮挡且与出光方向垂直;相邻调光单元所对应的所述二分之一波片的快轴方向不同,或者,相邻所述调光单元中有且仅有一个所述调光单元被所述二分之一波片遮挡;所述光源组件的出光方向朝向所述调光镜的入光面。
4、通过采用上述技术方案,二分之一波片将光线的偏振方向旋转,以此消除或削弱相干光束之间的干涉情况,降低或消除干涉导致的亮暗条纹。
5、可选的,所述调光镜包括多个并排组合的棒状透镜。
6、通过采用上述技术方案,每个棒状透镜的出光侧和入光侧各为一个调光单元,可以对光线进行折射调节。
7、可选的,所述棒状透镜的曲率半径从所述调光镜的中间向两侧递增。
8、通过采用上述技术方案,棒状透镜的折射率随着曲率半径的降低而增加,也即,在其他参数相同的情况下,调整棒状透镜的曲率半径,使其从中央向两侧递增,就可以实现调光镜的折射率从中央向两侧递减的效果。
9、可选的,所述调光镜为波浪镜,其出光面和入光面中至少一面为波浪形。
10、通过采用上述技术方案,波浪镜的每个波浪凸起均为一个调光单元,且波浪镜的生产工艺相对成熟,制造成本更低。
11、可选的,所述调光镜为中心对称或轴对称的结构。
12、通过采用上述技术方案,调光镜对光束的调制效果也对称,在入射光束对称的情况下,出射光束也是对称光束。
13、可选的,所述调光镜的折射率从中央向两侧递减。
14、通过采用上述技术方案,中部区域的光线更多的被折射向两侧,入射光线的光强分布通常为高斯分布,则出射光一侧,中央区域较高的光强被削弱,两侧较弱的光强被增强,整体出光效果更加均匀。
15、可选的,任意相邻所述二分之一波片之间设有一个未被所述二分之一波片遮挡的所述调光单元,所述二分之一波片的快轴方向与所述光源组件发出的激光的偏振方向夹45°角。
16、通过采用上述技术方案,激光经过二分之一波片的调制,线偏振的方向相比于入射光偏转90°,也即相邻的光束之间线偏振方向相互垂直,不构成相干的必要条件,因而不发生相干。
17、可选的,每个所述二分之一波片的快轴方向与所述光源组件发出的激光的偏振方向的夹角均不相同,且所述夹角在所述调光镜的横截面上渐变。
18、通过采用上述技术方案,相邻的光束干涉情况减弱,次相邻、次次相邻光束的干涉也被削弱,适用于光束发散角较大的情况。
19、可选的,所述光源组件包括激光器和准直镜,所述准直镜设置于所述激光器的出光方向。
20、通过采用上述技术方案,激光器发出的光线被准直镜所接收并会聚,光源组件输出的光线为平行光束,有利于后续的调制。
21、可选的,所述激光器为自倍频晶体激光器或半导体激光器。
22、通过采用上述技术方案,激光器能发出单色性较好的线偏振光,有利于后续调制。
23、综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
24、1.通过间隔设置的二分之一波片,使相邻光束的线偏振方向相互垂直,从而消除干涉现象产生的必要条件,消除亮暗条纹;
25、2.快轴方向渐变的二分之一波片使得各光束的线偏振方向也保持渐变的偏转,相邻光束、次相邻光束的干涉情况均被削弱。
26、3.中央区域的折射率大于两侧,所以出射光线中央区域的光线强度降低,两侧的光线强度上升,出光光强分布更加均匀。
1.一种能量均匀的激光装置,其特征在于,包括光源组件(1)和调光组件(2),所述调光组件(2)包括调光镜和二分之一波片(21),所述调光镜为拉伸体,所述调光镜的出光面或入光面上具有至少两个调光单元,所述调光单元具有正的光焦度,所述二分之一波片(21)将所述调光单元遮挡且与出光方向垂直;
2.根据权利要求1所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述调光镜包括多个并排组合的棒状透镜(22)。
3.根据权利要求2所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述棒状透镜(22)的曲率半径从所述调光镜的中间向两侧递增。
4.根据权利要求1所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述调光镜为波浪镜(23),其出光面和入光面中至少一面为波浪形。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述调光镜为中心对称或轴对称的结构。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述调光镜的折射率从中央向两侧递减。
7.根据权利要求1所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,任意相邻所述二分之一波片(21)之间设有一个未被所述二分之一波片(21)遮挡的所述调光单元,所述二分之一波片(21)的快轴方向与所述光源组件(1)发出的激光的偏振方向夹45°角。
8.根据权利要求1所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,每个所述二分之一波片(21)的快轴方向与所述光源组件(1)发出的激光的偏振方向的夹角均不相同,且所述夹角在所述调光镜的横截面上渐变。
9.根据权利要求1所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述光源组件(1)包括激光器(11)和准直镜(12),所述准直镜(12)设置于所述激光器(11)的出光方向。
10.根据权利要求9所述的能量均匀的激光装置,其特征在于,所述激光器(11)为自倍频晶体激光器(11)或半导体激光器。