[发明专利]一种光学系统、特种光纤生长装置及其方法

权利要求书

1.一种光学系统，应用于特种光纤生长装置中，其特征在于，包括：

二氧化碳激光器，用于出射激光；

光束整形器，位于所述二氧化碳激光器的出射光束路径上，用于将所述激光的高斯光束转换为艾里斑强度分布的光束；

透镜组件，位于所述光束整形器的出射光束路径上，用于调整所述光束的焦面位置以将所述光束聚焦至所述特种光纤生长装置的预制源棒的顶端；以及

反射组件，位于所述二氧化碳激光器与所述预制源棒之间的光学路径中，用于调整所述光束的方向以将所述光束反射至所述预制源棒的顶端。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：还包括：

非球面透镜，位于所述二氧化碳激光器与所述光束整形器之间，用于将所述激光的光束准直成平行光后入射至所述光束整形器，并调节所述平行光的光斑直径尺寸与所述光束整形器的入射孔径相匹配。

3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于：所述非球面透镜的材料包括ZnSe，所述非球面透镜的镀膜范围为7～12μm抗反射，对所述二氧化碳激光器出射的激光高透。

4.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于：所述反射组件位于所述透镜组件与所述预制源棒之间的光学路径中，其包括沿所述光学路径依次设置的第一反射镜和第二反射镜。

5.如权利要求4所述的光学系统，其特征在于：所述第一反射镜和所述第二反射镜均为镀有保护层金膜的平面镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜的镀膜范围为800nm～20μm，对所述二氧化碳激光器出射的激光入射角不敏感，反射率大于96％。

6.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于：所述透镜组件包括反远距光组。

7.如权利要求6所述的光学系统，其特征在于：所述光束整形器与所述反远距光组物方主平面的距离与所述光束整形器的工作距离一致。

8.如权利要求6所述的光学系统，其特征在于：所述反远距光组包括沿所述光束整形器与所述反射组件之间的光学路径依次设置的第一光组和第二光组，其中，所述第一光组包括双凹透镜，所述第二光组包括双凸透镜。

9.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于：所述双凹透镜和所述双凸透镜的材料均包括ZnSe，所述双凹透镜和所述双凸透镜的镀膜范围均为7～12μm抗反射，对所述二氧化碳激光器出射的激光高透。

10.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于：调节所述反远距光组中所述第一光组和所述第二光组的焦距来改变所述光束的焦面位置以根据所需生长的特种光纤的长度来调整所述光学系统的工作距离。

11.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于：还包括：

扩束系统，位于所述二氧化碳激光器与所述光束整形器之间的光学路径中，用于将所述激光扩束并准直成平行光。

12.如权利要求11所述的光学系统，其特征在于：所述扩束系统包括沿所述光学路径依次设置的平凹透镜和平凸透镜。

13.如权利要求12所述的光学系统，其特征在于：所述平凹透镜和所述平凸透镜的材料均包括ZnSe，所述平凹透镜和所述平凸透镜的镀膜范围均为7～12μm抗反射，对所述二氧化碳激光器出射的激光高透。

14.如权利要求11所述的光学系统，其特征在于：所述反射组件位于所述扩束系统与所述光束整形器之间的光学路径中，其包括一个平面反射镜。

15.如权利要求14所述的光学系统，其特征在于：所述平面反射镜为镀有保护层金膜的平面镜，所述平面反射镜的镀膜范围为800nm～20μm，对所述二氧化碳器出射的激光入射角不敏感，反射率大于96％。