[发明专利]用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统及调节方法

权利要求书

1.一种用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，设置在入射端面(1)与聚焦端面(11)之间，其特征在于：所述光路系统按光束的传播轨迹顺序包括扩束透镜组、机械光阑(4)、调谐透镜组、高倍聚焦透镜组和窗片(10)；其中：

所述扩束透镜组有间距可调的两个或更多透镜，能够对激光束直径进行扩大或缩小；

所述调谐透镜组有间距可调的两个或更多透镜，可改变激光的发散角；

机械光阑(4)的孔径为可调节的；

所述高倍聚焦透镜组安装在能够沿光轴移动的可调平台上。

2.根据权利要求1所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：

所述扩束透镜组包括沿光束的传播方向依次设置的第一扩束透镜(2)和第二扩束透镜(3)，所述第一扩束透镜(2)为平凹透镜，平面朝向机械光阑(4)；所述第二扩束透镜(3)为平凸透镜，凸面朝向机械光阑(4)；

所述调谐透镜组包括沿光束的传播方向依次设置的第一调谐透镜(5)和第二调谐透镜(6)，所述第一调谐透镜(5)和第二调谐透镜(6)均为弯月型透镜，第一调谐透镜(5)的凸面朝向机械光阑(4)，第二调谐透镜(6)的凹面朝向机械光阑(4)；所述第二调谐透镜(6)安装可调平台上，能够沿光轴移动；

高倍聚焦透镜组包括沿光束的传播方向依次设置的第一高倍聚焦透镜(7)、第二高倍聚焦透镜(8)和第三高倍聚焦透镜(9)，所述第一高倍聚焦透镜(7)为弯月形透镜，凹面朝向窗片(10)，所述第二高倍聚焦透镜(8)和第三高倍聚焦透镜(9)均为双凸透镜。

3.根据权利要求2所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述第一扩束透镜(2)和第二扩束透镜(3)对激光进行两倍扩束。

4.根据权利要求1所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述机械光阑(4)能够实现多个不同孔径光阑切换。

5.根据权利要求2所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述窗片(10)固定在剥蚀池上部，窗片(10)与聚焦端面(11)之间的距离为10±2mm，窗片(10)的激光透过率大于90％，可见光透过率大于50％。

6.根据权利要求2所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述第一扩束透镜(2)、第二扩束透镜(3)、机械光阑(4)、第一调谐透镜(5)、第二调谐透镜(6)、第一高倍聚焦透镜(7)、第二高倍聚焦透镜(8)、第三高倍聚焦透镜(9)和窗片(10)均镀有激光防反射膜。

7.根据权利要求2所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述第一扩束透镜(2)、第一调谐透镜(5)、第一高倍聚焦透镜(7)、第二高倍聚焦透镜(8)和第三高倍聚焦透镜(9)为具有正光焦度的透镜；所述第二扩束透镜(3)和第二调谐透镜(6)为具有负光焦度的透镜。

8.根据权利要求1所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述光路系统的光学总长度为350mm～700mm，后截距为20mm～200mm，聚焦倍数大于25，所述第一扩束透镜(2)、第二扩束透镜(3)、第一调谐透镜(5)、第二调谐透镜(6)、第一高倍聚焦透镜(7)、第二高倍聚焦透镜(8)和第三高倍聚焦透镜(9)的镜片外径为20mm～25.4mm。

9.根据权利要求1所述的用于激光斑点尺寸连续可调高倍聚焦光路系统，其特征在于：所述光路系统的有效焦距f_总满足：50mm<f_总<70mm；

所述扩束透镜组为无焦系统；

所述调谐透镜组的焦距f_调满足：180mm<f_调<2000mm；

所述高倍聚焦透镜组的焦距f_聚满足：f_聚<30mm。