[发明专利]一种提高光束占空比的锥型装置

说明书

技术领域

本发明专利提出了一种能够提高激光束占空比的新型装置，可广泛用于激光的相干合成、非相干合成以及其他激光束合成。

背景技术

随着激光技术的广泛应用，诸多领域对激光输出功率的要求越来越高，而单路激光束的输出功率受到各方面的影响很难继续提高，多束激光进行相干或非相干合成，成为提高激光输出功率行之有效的方法。在激光光束合成中，光束的占空比（即各激光束尺寸之和与占整个输出口径的比值）对合成光束的输出功率影响很大。减小各激光束之间的间距，使用高占空比的平行激光束进行激光合成，可以有效提高合成激光束的输出功率。在激光合成领域，获得高占空比激光束的技术成为一项重要的研究内容。

2011年人民解放军国防科技大学申请了一份名为《高占空比类卡塞格林型光束合成装置》的专利，其专利申请公布号为CN 102213833 A，该专利提出了一种提高光束占空比的激光束合成装置，该装置的二维平面图如附图9所示.该装置涉及的技术要点在于：光束合成装置由两种型号反射镜组成，集成的反射镜A1和分立的反射镜A2，两种反射镜空间组成了卡塞格林光束变换系统。其中，各反射镜均为平面镜，且反射镜A2的镜面处在抛物面y²+z²=-2p’[x-(p’-p)/2]上，其中p’=6，但反射镜之间处于分立状态，反射镜A1的镜面处在抛物面y²+z²=-2px上，其中p=2，互相粘接成为一个完成体。根据附图9所示，激光束由左方水平射入，首先经过分立的反射镜A2反射，投向集成的反射镜A1，经过A1的反射，各激光束都将水平向右射出。如此，占空比很低的入射激光束经过此装置后，出射激光束具有很高的占空比。理论分析可知，该装置可以较好的提高激光束占空比，但在技术实施上仍存在一些的不足和缺陷：①两套反射镜要严格在两个抛物面的相应位置上，如果反射镜A2的镜面有稍微的偏向，激光将无法到达预定的反射镜A1，最终输出的激光束将不是水平激光束；如果反射镜A1粘接的角度有偏差，也将使输出激光束偏向，无法达到预想的目标。②该装置中需要两套反射镜，在实际使用过程中无疑会增加成本。

”本发明的目的是为了制作出提高光束占空比的光束合成装置，该装置既能实现光束合成的功能，又能提高光束的占空比，而且在使用过程中便于调节。该装置外形呈锥型，称之为“提高光束占空比的锥型装置”，简称为“光锥装置”。

该光锥装置是一个支撑柱和多个正六棱柱型反射镜组合而成。支撑柱为金属材质的正六棱柱，位于整个光锥装置的中心位置,反射镜是采用石英材质加工成正六棱柱,它的一端切割成具有45度的斜面,称为“正六棱柱型反射镜”,根据正六棱柱型反射镜柱，柱的尺寸长度不同分为各种规格，每种规格只有六根，支撑柱的端面正六边形和正六棱柱型反射镜端面的正六边形边长相等。

以支撑柱为中心，根据正六棱柱型反射镜柱的长度不同，由长到短、由里向外，依次以同底为基准粘贴到支撑柱的棱面上，反射镜的镜面背向支撑柱向外，则每一种规格的反射镜粘贴完后，就形成一个反射镜环，根据使用的需要，可以粘接到所需的环数，最终形成一个呈锥形结构的装置，即本发明的“光锥装置”见图6。

整个光锥装置正立放置时，来自各个方向上的水平激光以45度角入射到正六棱柱型反射镜面上，反射光将沿与光锥轴向平行的方向输出。此时，输出的激光束具有很高的占空比。

本发明的光锥装置能够提高光束的占空比，同时结构简单，制造成本低,便于组装使用，实用性强。

附图说明

图 1支撑住和三种规格的六棱柱型反射镜B1型（a）、B2型（b）、B3型（c）

图 2 B1、B3型反射镜的俯视图（a）、左视图（b）和前视图（c）

图 3 B2型反射镜的俯视图（a）、左视图（b）和前视图（c）

图 4 B1型反射镜粘接示意图

图 5 B2型反射镜粘接示意图

图 6 B3型反射镜粘接示意图

图 7 具有三环反射镜的光锥装置俯视图

图 8 光锥装置的光路示意图

图 9 已有提高光束占空比的装置示意图

发明实施方式

结合附图，通过实施实例进一步说明本发明。