[发明专利]一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统

说明书

本发明公开了一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统，包括第一旋转台、第一体布拉格光栅、第二旋转台、第二体布拉格光栅和旋转台连接器；第一体布拉格光栅与第一旋转台呈夹角α设置；第二体布拉格光栅与第二旋转台呈夹角β设置；第一旋转台与第二旋转台呈夹角γ设置；第一旋转台与第二旋转台通过旋转台连接器连接；当第一旋转台在其自身驱动装置的驱动下旋转时，第二旋转台跟随第一旋转台旋转，同时第二旋转台还在其自身的驱动装置下旋转。本发明的目的在于提供一种基于旋转体布拉格光栅的光束扫描系统，可以实现低转动惯量、高效率、偏振无关、大角度范围的光束扫描。

技术领域

本发明涉及光束控制技术领域，尤其涉及一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统。

背景技术

实现光束方向的灵活控制，在激光通信、激光雷达、投影显示、虚拟现实等空间光学和信息光学等领域应用前景广阔。但是，现有的光束扫描系统难以兼顾低转动惯量、高效率、偏振无关以及大扫描角度范围等优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统及使用方法，通过两个体布拉格光栅，即可实现入射光束的低转动惯量、高效率、偏振无关、大角度范围的光束扫描，可极大简化系统光路、降低对激光器的苛刻要求，大幅提高现有光束扫描系统的应用范围和适应性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统，包括第一旋转台、第一体布拉格光栅、第二旋转台、第二体布拉格光栅以及旋转台连接器；

所述第一体布拉格光栅与所述第一旋转台呈夹角α设置，且所述夹角α∈[α1-Δα，α1+Δα]；其中，α1表示所述第一体布拉格光栅的布拉格入射角，Δα表示偏差值；

所述第二体布拉格光栅与所述第二旋转台呈夹角β设置，且所述夹角β∈[β1-Δβ，β1+Δβ]；其中，β1表示所述第二体布拉格光栅的布拉格入射角，Δβ表示偏差值；

所述第一旋转台与所述第二旋转台呈夹角γ设置，且所述第一体布拉格光栅的衍射光方向与所述第二旋转台的旋转轴重合；其中，所述夹角γ等于所述第一体布拉格光栅的入射光与所述第一体布拉格光栅衍射光的角度差；

所述第一旋转台与所述第二旋转台通过所述旋转台连接器连接；当所述第一旋转台在其自身驱动装置的驱动下旋转时，所述第二旋转台通过所述旋转台连接器跟随所述第一旋转台旋转，同时，所述第二旋转台还在其自身的驱动装置下旋转。

优选地，所述第一旋转台与所述第二旋转台的结构相同；

其中，所述第一旋转台包括旋转装置、驱动装置以及固定装置；所述驱动装置的一端设置于所述固定装置上，所述驱动装置的另一端与所述旋转装置连接；当所述驱动装置工作时，驱动所述旋转装置旋转。

优选地，所述第二旋转台的固定装置与所述第一旋转台的旋转装置通过所述旋转台连接器固定连接；当所述第一旋转台的旋转装置旋转时，带动所述第二旋转台的固定装置旋转。

优选地，所述夹角α的取值为所述第一体布拉格光栅的布拉格入射角。

优选地，所述夹角β的取值为所述第二体布拉格光栅的布拉格入射角。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、采用体布拉格光栅作为被旋转体，转动惯量低，在通光口径越大的情况下，相比于其他方式，低转动惯量优势越大；

2、采用体布拉格光栅作为被旋转体，体布拉格光栅在满足布拉格条件时，衍射效率接近100%，因此该系统的光路中仅涉及两片体布拉格光栅，无需其他光学元器件损耗，整体效率高；

3、采用体布拉格光栅，对光束的偏振态无要求，因此无需限制激光器的偏振态，可有效提升系统的适用范围。

附图说明