一种二维柱面整形系统

技术领域

本发明属于光学扩束整形技术领域，尤其涉及一种二维柱面整形系统。

背景技术

在某些高功率、复杂光学系统中，输入光束口径小、功率高，光束功率密度达到数千瓦每平方厘米，和常规光学系统相比，若只在系统输出端进行扩束，则从输入端到扩束钱的光学镜面功率密度都很高，损失的概率将会很高，因此，为匹配输出口径要求及降低光学系统光学元件上光斑功率密度，需要在输入端将光束进行扩束，若采用球面扩束系统，扩束后的光斑将会很大，带来后续光学元件尺寸相应增大，整个系统规模大幅增大。

因此，针对上述应用需求，为匹配输出口径要求及降低光学系统光学元件上光斑功率密度，亟需设计一种新的二维柱面整形系统。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种二维柱面整形系统，通过本二维柱面整形系统的结构设置，完成了平型光又扩又缩的整形目的。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种二维柱面整形系统，所述二维柱面整形系统包括Y方向扩束单元和X方向缩束单元，

所述Y方向扩束单元包括若干平凹柱面镜和/或平凸柱面镜，所述X方向缩束单元包括若干平凹柱面镜和/或平凸柱面镜；

所述Y方向扩束单元和X方向缩束单元基于各方向的扩束倍率或缩束倍率以及二维柱面整形系统的相差指标完成Y方向扩束单元和X方向缩束单元内各镜体的曲率半径、厚度及光学间隔设置；

所述X方向缩束单元嵌套于Y方向扩束单元各镜体间，完成输入平行光束Y方向的扩束及X方向的缩束；或者完成输入平行光束X方向的扩束及Y方向的缩束。

根据一个优选的实施方式，所述Y方向扩束单元包括：第一Y方向扩束目镜、第二Y方向扩束目镜以及第一Y方向扩束物镜，所述第一Y方向扩束目镜、第二Y方向扩束目镜和第一Y方向扩束物镜的曲率为Y方向。

根据一个优选的实施方式，所述X方向缩束单元包括：第一X方向缩束物镜、第一X方向缩束目镜和第二X方向缩束目镜；所述第一X方向缩束物镜、第一X方向缩束目镜和第二X方向缩束目镜的曲率为X方向。

根据一个优选的实施方式，所述二维柱面整形系统由平行光束输入端开始依次分布为：第一Y方向扩束目镜、第二Y方向扩束目镜、第一X方向缩束物镜、第一X方向缩束目镜、第二X方向缩束目镜和第一Y方向扩束物镜。

根据一个优选的实施方式，所述第一Y方向扩束目镜为平凹柱面镜。

根据一个优选的实施方式，所述第二Y方向扩束目镜为平凹柱面镜。

根据一个优选的实施方式，所述第一X方向缩束物镜为平凸柱面镜。

根据一个优选的实施方式，所述第一X方向缩束目镜为平凸柱面镜。

根据一个优选的实施方式，所述第二X方向缩束目镜为平凹柱面镜。

根据一个优选的实施方式，所述第一Y方向扩束物镜为平凸柱面镜。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：本发明创新性提出二维柱面整形系统，即又扩又缩整形系统，可应用在某些复杂大口径光学系统中，将输入光束的口径在一个方向扩大，在另一个方向缩小，可大幅减小后续光路光学元件的尺寸和整个光学系统的体积规模，该系统结构简单，装调方便，并经过使用证明性能可靠。

附图说明

图1是本发明二维柱面整形系统的结构示意图；

其中，1-第一Y方向扩束目镜，2-第二Y方向扩束目镜，3-第一X方向缩束物镜，4-第一X方向缩束目镜，5-第二X方向缩束目镜，6-第一Y方向扩束物镜。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。

实施例1：

参考图1所示，图中示出了一种二维柱面整形系统，所述二维柱面整形系统包括Y方向扩束单元和X方向缩束单元，本系统通过Y方向扩束单元实现输入平行光的Y向扩束，通过X方向缩束单元，实现X向缩束。

优选地，所述Y方向扩束单元包括若干平凹柱面镜和/或平凸柱面镜，所述X方向缩束单元包括若干平凹柱面镜和/或平凸柱面镜。

Y方向扩束单元和X方向缩束单元基于各方向的扩束倍率或缩束倍率以及二维柱面整形系统的相差指标完成Y方向扩束单元和X方向缩束单元内各镜体的曲率半径、厚度及光学间隔设置。

X方向缩束单元嵌套于Y方向扩束单元各镜体间，完成输入平行光束Y方向的扩束及X方向的缩束；或者完成输入平行光束X方向的扩束及Y方向的缩束。

本二维柱面整形系统为组合式柱面整形系统，由两套一维柱面整形单元嵌套构成，按照各方向的扩束倍率或缩束倍率以及二维柱面整形系统的相差，完成Y方向扩束单元和X方向缩束单元的光学设计，固化各单元中光学元件的曲率半径、厚度及光学间隔。并且，由于扩束单元倍率大于缩束单元的倍率，因此，Y方向扩束单元的光学长度较长，从而将X方向缩束单元嵌套于Y方向扩束单元中。

优选地，所述Y方向扩束单元包括：第一Y方向扩束目镜1、第二Y方向扩束目镜2以及第一Y方向扩束物镜6，所述第一Y方向扩束目镜1、第二Y方向扩束目镜2和第一Y方向扩束物镜6的曲率为Y方向。

所述X方向缩束单元包括：第一X方向缩束物镜3、第一X方向缩束目镜4和第二X方向缩束目镜5；所述第一X方向缩束物镜3、第一X方向缩束目镜4和第二X方向缩束目镜5的曲率为X方向。

具体地，所述二维柱面整形系统由平行光束输入端开始依次分布为：第一Y方向扩束目镜1、第二Y方向扩束目镜2、第一X方向缩束物镜3、第一X方向缩束目镜4、第二X方向缩束目镜5和第一Y方向扩束物镜6。

具体地，第一Y方向扩束目镜1为平凹柱面镜。第二Y方向扩束目镜2为平凹柱面镜。第一X方向缩束物镜3为平凸柱面镜。第一X方向缩束目镜4为平凸柱面镜。第二X方向缩束目镜5为平凹柱面镜。第一Y方向扩束物镜6为平凸柱面镜。

本发明创新性提出二维柱面整形系统，即又扩又缩整形系统，可应用在某些复杂大口径光学系统中，将输入光束的口径在一个方向扩大，在另一个方向缩小，可大幅减小后续光路光学元件的尺寸和整个光学系统的体积规模，该系统结构简单，装调方便，并经过使用证明性能可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。