一种高能量激光耦合头内部透镜组制造技术

本实用新型专利技术提供一种高能量激光耦合头内部透镜组，其解决了现有激光耦合透镜在高能量使用时，易造成光学形变，导致激光耦合效率降低的技术问题，其同轴连接有第一螺纹环、第一曲率透镜、中间过渡环、第二曲率透镜、第二螺纹环和套筒，并同轴嵌入套筒中。其中，两透镜凸面相向设置，并在表面设有镀膜。本实用新型专利技术通过设计了合理的透镜组参数和使用可以承受更高能量的光学透镜，实现在耦合头安装的过程中，不易发生物理形变，同时在高能量使用时，不易造成光学形变，提高了光纤的光束耦合效率；通过套筒结构，使其可以匹配各型耦合头，适用于各种激光器的激光耦合，可广泛应用于激光技术领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高能量激光耦合头内部透镜组


[0001]本技术涉及激光
，特别涉及一种高能量激光耦合头内部透镜组。

技术介绍

[0002]激光器直接输出的激光一般为带有定发散角的光束，该光束可以通过空间传输也可以通过光纤进行传输，在通过光纤进行传输时，根据光纤的全反射原理，需要将光束聚焦耦合到光纤的芯径中，此时需要激光耦合头来实现该功能。
[0003]根据光学透镜具有聚焦的原理，现有技术中，实现光束聚焦耦合的光学元器件为透镜，即利用不同曲率的透镜对激光器输出的发散光束进行聚焦。当前有几种不同的实现激光光束聚焦耦合的透镜方案，其中一种方案为使用一个圆柱形透镜，如中国专利CN102540360A
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光纤耦合头，其中的圆柱形透镜一个底面为凸面，一个底面为凹面，通过凸面和凹面的曲率匹配实现光束聚焦耦合到光纤中；另一种方案为透镜组，使用相同曲率的透镜组合，由于使用的透镜曲率相同，厚度相同，普遍使用BK7光学玻璃，这样在耦合头安装的过程中，容易发生物理形变，同时在高能量使用时，容易造成光学形变，导致激光耦合效率随着能量的升高而降低。
[0004]因此，针对现有技术方案所存在的不足之处，需要提供一种高能量激光耦合头内部透镜组，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术就是为了解决上述
技术介绍
的不足，提供了一种结构简单，输出功率较大的高能量激光耦合头内部透镜组。
[0006]为此，本技术提供了一种高能量激光耦合头内部透镜组，包括第一螺纹环、第一曲率透镜、中间过渡环、第二曲率透镜、第二螺纹环和套筒；
[0007]所述第一螺纹环、第一曲率透镜、中间过渡环、第二曲率透镜、第二螺纹环依次同轴连接，并同轴嵌入所述套筒中；
[0008]所述第一、第二螺纹环和所述中间过渡环均为圆环结构，外周面设有外螺纹，且所述第一螺纹环的内孔直径大于入射光直径；所述套筒内侧设有内螺纹，并与所述第一、第二螺纹环和所述中间过渡环的外螺纹配合；
[0009]所述第一、第二曲率透镜均为熔融石英平凸透镜，且两透镜凸面相向设置；所述第一曲率透镜曲率范围为35
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40mm，中心厚度范围为3
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4mm；所述第二曲率透镜曲率范围为40
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45mm，中心厚度范围为3
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4mm；所述第一、第二曲率透镜的表面均设有镀膜。
[0010]优选的，所述第一、第二曲率透镜的镀膜为增透膜，且波段范围为100
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10600nm。
[0011]优选的，所述第一曲率透镜的曲率为35.5mm，中心厚度为3.5mm。
[0012]优选的，所述中间过渡环的两端设有向内的倒角，且边缘顶靠相邻透镜的边缘。
[0013]优选的，所述中间过渡环的长度为19mm。
[0014]优选的，所述第二曲率透镜的曲率为41.34mm，中心厚度为3.5mm。
[0015]优选的，所述中间过渡环的内表面设有镀层，所述镀层为镀金、镀银、镀镍、镀铬其中一种。
[0016]优选的，所述套筒的表面设有镀层，所述镀层为镀金、镀银、镀镍、镀铬其中一种。
[0017]优选的，所述套筒的外壳为仿形结构，与所述套筒的安装位表面形状一致。
[0018]本技术提供一种高能量激光耦合头内部透镜组，有如下有益效果：
[0019]本技术通过设计了合理的透镜组参数和使用可以承受更高能量的光学透镜，实现在耦合头安装的过程中，不易发生物理形变，同时在高能量使用时，不易造成光学形变，导致激光耦合效率随着能量的升高而降低，提高了光纤的光束耦合效率；通过套筒结构，使其可以匹配各型耦合头，适用于各种激光器的激光耦合。
附图说明
[0020]图1是本技术内部结构示意图；
[0021]图2是本技术光路示意图；
[0022]图中标记：1.第一螺纹环，2.第一曲率透镜，3.中间过渡环，4.第二曲率透镜，5.第二螺纹环，6.套筒，7.激光束，8.保护窗口片，9.石英柱，10.光斑。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以助于理解本技术的内容。本技术中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
[0024]本技术提供了一种高能量激光耦合头内部透镜组，如图1所示，包括第一螺纹环1、第一曲率透镜2、中间过渡环3、第二曲率透镜4、第二螺纹环5和套筒6。
[0025]其中，按照光线入射到出射的方向，第一螺纹环1、第一曲率透镜2、中间过渡环3、第二曲率透镜4、第二螺纹环5依次同轴连接，并且整体同轴嵌入套筒6中。
[0026]第一螺纹环1、中间过渡环3和第二螺纹环5实质上为两透镜的限位结构，故设计第一、第二螺纹环和中间过渡环3均为薄壁圆环结构，并在外周面设有外螺纹，且第一螺纹环1的内孔直径大于入射光直径。相应的，套筒6的内侧设有内螺纹，并与第一、第二螺纹环和中间过渡环3的外螺纹配合。其中，有条件为：第一螺纹环1的长度+第一曲率透镜2边缘厚度+中间过渡环3长度+第二曲率透镜4边缘厚度+第二螺纹环5长度之和小于等于或略大于套筒6的长度。
[0027]第一、第二曲率透镜均为熔融石英平凸透镜，即一面为凸面，另一面为平面。具体摆放如图中所示，两透镜的凸面相向设置。第一曲率透镜曲率范围为35
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40mm，中心厚度范围为3
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4mm；第二曲率透镜曲率范围为40
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45mm，中心厚度范围为3
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4mm；优选的第一曲率透镜的曲率为35.5mm，中心厚度为3.5mm；第二曲率透镜的曲率为41.34mm，中心厚度为3.5mm。相应的，对应以上参数，设置的中间过渡环3的长度为19mm，实现参数优化设计。
[0028]第一、第二曲率透镜的表面均设有镀膜；优选的，第一、第二曲率透镜的镀膜为100nm至10600nm之间的任一波段的增透膜。
[0029]优选的，为了减少中间过渡环3对透镜的影响，减少接触棉结，同时可以适应不同参数的透镜，设计中间过渡环3的两端设有向内的倒角，具体地，可以理解为中间过渡环3的
两端的圆环面向内偏折，且其边缘顶靠相邻透镜的下侧边缘。进一步，中间过渡环3的内表面设有镀层，镀层为镀金、镀银、镀镍、镀铬其中一种。
[0030]优选的，套筒6的表面也设有镀层，镀层为镀金、镀银、镀镍、镀铬其中一种。进一步，为了便于安装套筒6，设计套筒6的外壳为仿形结构，为配合激光耦合头上的安装位，可以是圆形、方形、异性中一种形状，使其与套筒的安装位表面形状一致即可。
[0031]工作过程：
[0032]结合图2所示，入射激光光束从第一螺纹环1中心入射到第一曲率透镜2的平面，通过第一曲率透镜2的凸面后进行光束聚焦，聚焦后的光束通过中间过渡环3，入射到第二曲率透镜4的凸面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能量激光耦合头内部透镜组，其特征在于，包括第一螺纹环、第一曲率透镜、中间过渡环、第二曲率透镜、第二螺纹环和套筒；所述第一螺纹环、第一曲率透镜、中间过渡环、第二曲率透镜、第二螺纹环依次同轴连接，并同轴嵌入所述套筒中；所述第一、第二螺纹环和所述中间过渡环均为圆环结构，外周面设有外螺纹，且所述第一螺纹环的内孔直径大于入射光直径；所述套筒内侧设有内螺纹，并与所述第一、第二螺纹环和所述中间过渡环的外螺纹配合；所述第一、第二曲率透镜均为熔融石英平凸透镜，且两透镜凸面相向设置；所述第一曲率透镜曲率范围为35
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40mm，中心厚度范围为3
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4mm；所述第二曲率透镜曲率范围为40
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45mm，中心厚度范围为3
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4mm；所述第一、第二曲率透镜的表面均设有镀膜。2.根据权利要求1所述的一种高能量激光耦合头内部透镜组，其特征在于，所述第一、第二曲率透镜的镀膜为增透膜，且波段范围为100
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜乃方，亓云轩，孙松松，杜中鹏，
申请(专利权)人：山东神锋激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：