[发明专利]一种激光分束器及光学设备

说明书

本发明提供的激光分束器，所述激光分束器的前光学表面及后光学表面均由周期阵列排布的光栅组成，且前光学表面的光栅夹角及后光学表面的光栅夹角在0°至90°之间，由于本发明提供的激光分束器由双面一维光栅组成，一维光栅在设计难度、结构制作难度和精度上均显著优于传统的单面二维衍射分束器，成本较低；此外，本发明所述激光分束器在激光入射下，在远场产生二维排布的分束点阵图案，中央零级能量对光栅高度和波长均不敏感，克服了传统二元衍射分束器很难克服的中央零级亮斑，适用性强。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，特别涉及一种激光分束器及包括所述激光分束器的光学设备。

背景技术

激光分束器在激光加工、三维测量、光学对准、光通讯以及灯光照明显示等领域具有广泛应用。传统的激光分束器主要为单面的二维衍射结构，通过特殊的二维台阶型相位调制获得激光分束图案。然而，这种单面的二维衍射型分束器受二维衍射结构排布的复杂性限制，分束点阵能量分布的设计需要在两个正交的维度上进行优化，器件结构的设计难度大；其次，受台阶横向特征尺寸限制，大角度分束的加工难度大，且容易因加工误差产生很强的零级衍射，使用受限。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可克服现有单面衍射型分束器的限制的激光分束器。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种激光分束器，所述激光分束器的前光学表面及后光学表面均由周期阵列排布的光栅组成，且前光学表面的光栅夹角及后光学表面的光栅夹角在0°至90°之间，所述激光分束器在激光入射下，在远场产生二维排布的分束点阵图案。

在一些较佳的实施例中，所述前光学表面的光栅周期及后光学表面的光栅周期p均由公式psinθ＝±mλ确定，其中，λ为入射激光波长、θ为激光分束角度，m为分束级次。

在一些较佳的实施例中，所述前光学表面的光栅产生的各分束级次与所述前光学表面的光栅方向垂直，所述后光学表面的光栅产生的各分束级次与所述后光学表面的光栅方向垂直。

在一些较佳的实施例中，入射激光经所述前光学表面及所述后光学表面的光栅衍射后，产生的分束点阵排布角度与所述前光学表面及后光学表面的光栅的夹角相同。

在一些较佳的实施例中，所述前光学表面及后光学表面的光栅为台阶型光栅或连续型光栅。

在一些较佳的实施例中，所述激光分束器的材料为光学塑料或光学玻璃。

另一方面，本发明还提供了一种光学设备，包括所述激光分束器。

本发明采用上述技术方案的优点是：

本发明提供的激光分束器，所述激光分束器的前光学表面及后光学表面均由周期阵列排布的光栅组成，且前光学表面的光栅夹角及后光学表面的光栅夹角在0°至90°之间，由于本发明提供的激光分束器由双面一维光栅组成，一维光栅在设计难度、结构制作难度和精度上均显著优于传统的单面二维衍射分束器，成本较低；此外，本发明所述激光分束器在激光入射下，在远场产生二维排布的分束点阵图案，中央零级能量对光栅高度和波长均不敏感，克服了传统二元衍射分束器很难克服的中央零级亮斑，适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例1提供的台阶型双面光栅结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的正交排布的激光分束结果图；

图3为本发明实施例2提供的平滑连续型双面光栅结构示意图；