專利名稱：梯形棱鏡式激光光束均勻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光束均勻器，是一種橫截面形狀為梯形的棱鏡式光束均勻器。是將棱鏡的一個(gè)折射面作為梯形下底，用作激光束的入射面。另一折射面分為三部分，分別形成梯形的上底及兩腰，用作激光束的出射面，以此構(gòu)成一種梯形棱鏡式光束均勻器。
背景技術(shù)：
在激光光束均勻器中，激光光束通過(guò)各種不同的均勻器后使光斑各部分先拆開(kāi)成多個(gè)部分，然后重新相互疊加，從而使大范圍的光強(qiáng)差別填平，達(dá)到光束截面光強(qiáng)分布均勻性的改善。在先技術(shù)中，一種是反射鏡折疊光束式均勻器(參見(jiàn)在先技術(shù)M.R.Latta，K.Jain發(fā)表在OpticsCommunications 1984，49(6)435～439頁(yè)的論文)，其安裝調(diào)節(jié)極為困難。一種是非球面透鏡式均勻器(參見(jiàn)在先技術(shù)P.E.Rhocles，D.L.Shealy發(fā)表在Applied Opitcs 1980，19(20)3545～3553頁(yè)的論文)。再一種是波導(dǎo)管式均勻器(發(fā)表在“中國(guó)激光”1995 Vol A22，No.12 894～896)雖然其制作比較簡(jiǎn)單，但光能量損失較大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述在先技術(shù)的不足，提供一種梯形棱鏡式光束均勻器，應(yīng)達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，光束均勻效果好。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種梯形棱鏡式光束均勻器，是一具有光束入射面和出射面的石英玻璃棱鏡，其特征在于所述的棱鏡為一等腰梯形棱鏡，光束入射面為一垂直于光線傳播方向的平面，光束出射面分為三部分使棱鏡的橫截面成等腰梯形。
所說(shuō)的出射面的中間部分為梯形的上底，光束入射面為梯形下底，且分別相對(duì)于光軸OO’對(duì)稱。
所說(shuō)的出射面的兩側(cè)部分為梯形的兩腰，與入射面成一相等夾角α，且與光軸OO’對(duì)稱。
本實(shí)用新型的梯形棱鏡式光束均勻器與在先技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)加工及裝調(diào)方便，且光束邊緣光強(qiáng)較弱部分在中間較強(qiáng)光強(qiáng)的本底基礎(chǔ)上再進(jìn)行互補(bǔ)疊加，使光束均勻效果進(jìn)一步提高。


圖1，2為本實(shí)用新型的梯形棱鏡式激光光束均勻器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的梯形棱鏡式激光光束均勻器的光路圖。
具體實(shí)施方式
先請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1和圖2為本實(shí)用新型梯形棱鏡式光束均勻器的立體圖、俯視和右視圖。其中梯形棱鏡式光束均勻器1的入射平面6作為梯形下底，與入射光束方向垂直。所說(shuō)的光束出射折射面2，由三部分組成，梯形的上底201及兩腰202和203，取上底寬度為原激光束橫截面長(zhǎng)度的三分之一，兩側(cè)折射平面投影寬度相等且略大于中間折射面寬度，且相對(duì)于光軸對(duì)稱，使激光束沿X軸方向平均分成三等分。作為兩腰的出射折射面202，203與入射折射面6的夾角數(shù)值根據(jù)三光束疊加重合位置AA1至棱鏡的距離L確定(參見(jiàn)圖3)。激光光束經(jīng)平面6傳播方向未發(fā)生改變而直接入射到棱鏡中。在通過(guò)棱鏡出射面2時(shí)光束被分為三部分中間光強(qiáng)較強(qiáng)部分a通過(guò)梯形棱鏡上底的平面201，傳播方向未發(fā)生改變，沿原方向出射；兩側(cè)光強(qiáng)較弱光束b，c經(jīng)梯形棱鏡兩腰的折射面202，203折射，發(fā)生角位移，分別向光軸方向偏折出射。在棱鏡后側(cè)某一特定位置AA1處三光束互補(bǔ)疊加，使光束截面的能量起伏被填平補(bǔ)齊，從而改善了原始入射光束的光強(qiáng)分布的均勻性。
下面再舉一個(gè)具體的實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、2所示的結(jié)構(gòu)。以激光光斑尺寸X軸方向3cm，Y軸方向2cm為例。棱鏡材料為JGS1；兩工作面6，2做光學(xué)加工；入射折射面6寬度為40mm；出射折射面201寬度10mm，且保持與面6平行，相對(duì)于光軸對(duì)稱；出射折射面202和203寬度相等為15mm，與面6夾角相等為13.7°，激光光束通過(guò)該梯形棱鏡式均勻器后，出射光束互補(bǔ)疊加于距棱鏡65mm距離處。本實(shí)施例的梯形棱鏡式均勻器應(yīng)用于308nmXeCl準(zhǔn)分子激光器，經(jīng)試用證明，具有良好的光束均勻性。
權(quán)利要求1.一種梯形棱鏡式光束均勻器，是一具有光束入射面(6)和出射面(2)的石英玻璃棱鏡，其特征在于所述的棱鏡為一等腰梯形棱鏡，光束入射面(6)為一垂直于光線傳播方向的平面，光束出射面(2)分為三部分使棱鏡的橫截面成等腰梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形棱鏡式光束均勻器，其特征在于所說(shuō)的出射面(2)的中間部分(201)為梯形的上底，光束入射面(6)為梯形下底，且分別相對(duì)于光軸OO’對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯形棱鏡式光束均勻器，其特征在于所說(shuō)的出射面(2)的兩側(cè)部分(202)與(203)為梯形的兩腰，與入射面(6)成一相等夾角α，且與光軸OO’對(duì)稱。
專利摘要一種梯形棱鏡式激光光束均勻器，是將棱鏡的橫截面做成梯形形狀，激光光束從棱鏡的平面一端入射，梯形的一面出射，出射面把光線分為三部分，其中中間部分的光線通過(guò)與入射面保持平行的梯形上底，兩側(cè)部分的光線通過(guò)梯形棱鏡的腰。激光光束通過(guò)這種梯形棱鏡式光束均勻器時(shí)，光束中間部分通過(guò)棱鏡直接出射，兩側(cè)部分經(jīng)梯形棱鏡兩腰折射，產(chǎn)生角位移而互補(bǔ)疊加于光束的中間部分上，在距棱鏡某一特定距離處三束光線完全重合達(dá)到激光束的光強(qiáng)分布均勻性的改善。與在先技術(shù)相比，本實(shí)用新型的梯形棱鏡式光束均勻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，損耗較小。通過(guò)使光束邊緣部分在中間較強(qiáng)光束的本底基礎(chǔ)上進(jìn)行互補(bǔ)疊加而達(dá)到激光束強(qiáng)度分布均勻性的改善。
文檔編號(hào)G02B27/12GK2616921SQ0322985
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者樓祺洪, 李紅霞, 葉震寰, 魏運(yùn)榮, 董景星 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所