[实用新型]光束整形装置及空中与水下激光致声通信装置

权利要求书

1.一种光束整形装置，其特征在于，设有依次同轴放置的第一平凹透镜、第二平凹透镜、第一圆锥透镜、第二圆锥透镜，其中第一平凹透镜的凹面朝向光传播方向，第二平凹透镜平面朝向光传播方向，第一圆锥透镜的锥面朝向光传播方向，第二圆锥透镜平面朝向光传播方向。

2.根据权利要求1所述的一种光束整形装置，其特征在于，各透镜间距离满足下式：

其中，ω₀为经由第一平凹透镜和第二平凹透镜组成的扩束准直系统扩束后的光束半径，γ为遮拦比，n为空气与圆锥透镜间的相对折射率，θ为圆锥透镜顶角。

3.根据权利要求1所述的一种光束整形装置，其特征在于，还设有平移台控制机构以及光学导轨，所述第一圆锥透镜、第二圆锥透镜顶角相同，在第一圆锥透镜、第二圆锥透镜底部安装有平移台，平移台设置在光学导轨上，并在平移台控制机构的控制下沿光学导轨做直线运动。

4.根据权利要求3所述的一种光束整形装置，其特征在于，所述平移台控制机构可以采用与光学导轨相配合的滚珠丝杠机构，设有伺服电机、丝杆，伺服电机驱动丝杆转动，丝杆上设有螺母座，平移台与螺母座相连，通过伺服电机控制丝杆转动，使平移台与丝杆发生相对位移，进而实现透镜距离的精确调整。

5.一种空中与水下激光致声通信装置，设有发射机构、接收机构，其特征在于，所述发射机构中设有脉冲激光器，脉冲激光器输出的光信号送入如权利要求1-4中任意一项所述的光束整形装置，光束整形装置输出的光信号经过空气传输使得激光信号在到达水面后，以光击穿的方式与水介质相互作用，进而把激光脉冲转化成为声波信号在水下向各个方向进行传播；所述接收机构中设有位于水下的光纤水听器，光纤水听器进行声波信号的接收。

6.根据权利要求5所述的一种空中与水下激光致声通信装置，所述脉冲激光器为高能量脉冲CO₂激光器，脉冲重复频率为1-20Hz，多模下脉冲能量为250mJ，平均功率为5W，脉冲宽度为50～150ns，水听器为光纤MEMS水听器，线性频带宽度为1～10kHz，灵敏度级-210dB。