空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法和分束裝置制造方法
【專利摘要】一種空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法和分束裝置。該分束裝置由兩片消偏分光平片、兩塊沃拉斯頓棱鏡、兩個延遲結(jié)構(gòu)和一組雙透鏡會聚系統(tǒng)組成。多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法是通過分光平片分束后的偏振狀態(tài)相互垂直的雙脈沖經(jīng)過延遲線后入射到沃拉斯頓棱鏡，經(jīng)過沃拉斯頓棱鏡偏轉(zhuǎn)角度后出射產(chǎn)生四個方向發(fā)散出射的脈沖，再通過分光平片合束和雙透鏡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生四個方向會聚的脈沖。該套裝置可以將兩個入射共線傳輸?shù)钠駹顟B(tài)相互垂直的線偏振或者圓偏振光產(chǎn)生多個方向傳輸光束，該裝置不僅適用范圍廣（能夠使用于連續(xù)光和脈沖光系統(tǒng)），而且具有能量利用率高、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)簡易的優(yōu)點。
【專利說明】空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法和分束裝置

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于激光加工及其應用【技術(shù)領域】，主要解決空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生的 問題。

【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀60年代激光問世不久即開始用于小型、精密零件的加工。近年來，激光 加工技術(shù)進一步發(fā)展，一些并行加工等場合，對激光的路數(shù)、能量等提出了較高的要求。而 在激光的空間角度分布和多路并行上，雖然有一些相對成熟的方法，但是，控制仍然比較復 雜，不易進行調(diào)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有方法的激光光束空間角度少、能量利用率低、調(diào)節(jié)機構(gòu) 復雜等問題，依據(jù)激光并行加工的要求，提供一種空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法及分束 裝置，該裝置可以將兩個偏振狀態(tài)呈45°的連續(xù)激光或者脈沖激光，調(diào)節(jié)成四路具有任意 角度出射的激光，且能量利用率高、調(diào)節(jié)簡易。
[0004] 首先，本發(fā)明提供了一種全息記錄角分復用系統(tǒng)中參考光空間多角度傳輸光束的 產(chǎn)生方法，該方法的具體步驟如下： 第1、將兩個偏振狀態(tài)相互垂直的連續(xù)激光或者脈沖激光入射到消偏分光平片化31)進 行分束； 第2、在第一消偏分光平片（BS1)上反射的光束入射到第一延遲線結(jié)構(gòu)（DL1)和堅直放 置的沃拉斯頓棱鏡，然后再入射到第二消偏分光平片（BS2)上并透射； 第3、在第一消偏分光平片（BS1)上透射的光束入射到第二延遲線結(jié)構(gòu)（DL2)和水平放 置的沃拉斯頓棱鏡，然后入射到第二消偏分光平片（BS2)上并反射； 通過第2步和第3步在第二消偏分光平片（BS2)的一側(cè)產(chǎn)生了 4方向的傳輸光路； 第4、米用4/"系統(tǒng)對第3步產(chǎn)生的4方向的傳輸光路進行合束，實現(xiàn)了多方向的參考光 能在同一成像靶面上進行成像或者加工的目的。
[0005] 其次，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)以上所述方法的雙沃拉斯頓棱鏡多角度參考光分束 裝置，該裝置包括： 兩組延遲線；兩片消偏分光平片；一組雙透鏡會聚系統(tǒng)；其中， 第一消偏分光平片（BS1),用于將偏振狀態(tài)相互垂直的超短激光雙脈沖分束為兩個方 向出射的脈沖； 第一延遲線結(jié)構(gòu)，位于第一消偏分光平片（BS1)的反射光路上，用于調(diào)節(jié)反射光路的光 程，以便于調(diào)節(jié)兩對雙脈沖的脈沖間隔； 堅直放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第一延遲線結(jié)構(gòu)的出射光路上，用于將兩個光軸方向 相互垂直的脈沖在堅直方向上分開一定的角度； 第二延遲線結(jié)構(gòu)，位于第一消偏分光平片（BS1)的透射光路上，用于調(diào)節(jié)透射光路的光 程，以便于調(diào)節(jié)兩對雙脈沖的脈沖間隔； 水平放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第二延遲線結(jié)構(gòu)的出射光路上，用于將兩個光軸方向 相互垂直的脈沖在水平方向上分開一定的角度； 第二消偏分光平片（BS2),位于兩塊沃拉斯頓棱鏡出射光的交匯處，用于四路光的合 束； 由第一透鏡和第二透鏡構(gòu)成的4/系統(tǒng)，用于將四路發(fā)散的光線會聚。
[0006] 其中所述的沃拉斯頓棱鏡的表面上均鍍有增透膜。
[0007] 其中，圖1結(jié)構(gòu)4具有高度微位移調(diào)節(jié)機構(gòu)，因此可以在極高精度下調(diào)節(jié)光程； 透鏡系統(tǒng)能對分束后的光束起到會聚作用，使之對任意的位置進行成像或者加工。
[0008] 現(xiàn)對任意角度的調(diào)節(jié)做如下解釋： 設沃拉斯頓棱鏡出射的雙光束夾角為〃，所需匯聚激光夾角為，，則〃和，之間滿 足如下公式，

【權(quán)利要求】
1. 一種空間多角度傳輸光束的產(chǎn)生方法，其特征在于該方法的具體步驟如下： 第1、將兩個偏振狀態(tài)相互垂直的連續(xù)激光或者脈沖激光入射到第一消偏分光平片 (BSO進行分束； 第2、在第一消偏分光平片（BSJ上反射的光束入射到第一延遲線結(jié)構(gòu)（DLJ和堅直放 置的沃拉斯頓棱鏡，然后再入射到第二消偏分光平片（BS2)上并透射； 第3、在第一消偏分光平片（BSJ上透射的光束入射到第二延遲線結(jié)構(gòu)（DL2)和水平放 置的沃拉斯頓棱鏡，然后入射到第二消偏分光平片（BS2)上并反射； 通過第2步和第3步在第二消偏分光平片（BS2)的一側(cè)產(chǎn)生了 4方向的傳輸光路； 第4、米用4/"系統(tǒng)對第3步產(chǎn)生的4方向的傳輸光路進行合束，實現(xiàn)了多方向的參考光 能在同一成像靶面上進行成像或者加工的目的。
2. -種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的雙沃拉斯頓棱鏡多角度參考光分束裝置，其特征在 于該裝置包括： 兩組延遲線；兩片消偏分光平片；一組雙透鏡會聚系統(tǒng)；其中， 第一消偏分光平片（BSJ，用于將偏振狀態(tài)相互垂直的超短激光雙脈沖分束為兩個方 向出射的脈沖； 第一延遲線結(jié)構(gòu)，位于第一消偏分光平片（BSJ的反射光路上，用于調(diào)節(jié)反射光路的光 程，以便于調(diào)節(jié)兩對雙脈沖的脈沖間隔； 堅直放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第一延遲線結(jié)構(gòu)的出射光路上，用于將兩個光軸方向 相互垂直的脈沖在堅直方向上分開一定的角度； 第二延遲線結(jié)構(gòu)，位于第一消偏分光平片（BSJ的透射光路上，用于調(diào)節(jié)透射光路的光 程，以便于調(diào)節(jié)兩對雙脈沖的脈沖間隔； 水平放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第二延遲線結(jié)構(gòu)的出射光路上，用于將兩個光軸方向 相互垂直的脈沖在水平方向上分開一定的角度； 第二消偏分光平片（BS2)，位于兩塊沃拉斯頓棱鏡出射光的交匯處，用于四路光的合 束； 由第一透鏡和第二透鏡構(gòu)成的4/系統(tǒng)，用于將四路發(fā)散的光線會聚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的沃拉斯頓棱鏡的表面上均鍍有增透 膜。
【文檔編號】B23K26/064GK104227232SQ201410334678
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】楊曉蘋, 徐振新, 孫旭娜, 楊勇, 蓋琦, 翟宏琛 申請人:天津理工大學