【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光，具体而言，涉及一种光束整形组件及激光装置。
技术介绍
1、在激光冲击加工、激光清洗、激光全息、激光医疗、激光测距与雷达等应用中，希望作用光束为横截面内光强均匀分布的平顶光束，以避免能量过于集中在光束中间区域造成激光加工不均匀和局部损伤，然而激光器发出的光束大都是光强非均匀分布的高斯光束。把高斯光束变换为平顶光束的主要手段就是依靠一套整形系统，这些整形系统主要包括反高斯分布吸收的滤光片整形系统、双折射率透镜组整形系统、微透镜阵列整形系统、衍射光学元件整形系统、液晶空间光调制器整形系统、全息滤波器整形系统、振幅调制光栅整形系统、非球面透镜组整形系统。
2、其中，双折射衍射元件采用衍射调节方式实现高斯光束的匀化整形，但是，由于其工作距离有限不能保证在一定工作距离内实现平顶光的准直；微透镜阵列由多个相同曲率半径微小透明组合而成，不适合应用于高功率激光领域；非球面镜组可实现在较长工作距内的平顶光准直输出，目前的非球面整形镜组有伽利略型和开普勒型两种，其中伽利略型结构的非球面加工难度较大，导致生产成本居高不下，限制了平顶光镜组的大规模应用。开普勒型结构中间有实聚焦点，当入射激光功率过大会使得聚焦点附近空气电离，形成折射率梯度，不适合用于大功率激光应用领域。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种光束整形组件及激光装置，能够在预设工作距离内实现大功率激光的准直和匀化。
2、本申请的实施例一方面提供了一种光束整形组件，包括沿光轴方向依次设置的第一非球面透
3、作为一种可实施的方式，第一非球面远离球面透镜的一侧设置为平面，靠近球面透镜的一侧设置为第一非球面，第一非球面为弧面。
4、作为一种可实施的方式，第二非球面透镜远离球面透镜的一侧设置为平面，靠近球面透镜的一侧设置为第二非球面，第二非球面为弧面。
5、作为一种可实施的方式，第一非球面和第二非球面沿光轴方向的矢高满足关系式：
6、
7、其中，z为光轴方向矢高，c为曲率半径的倒数，k为圆锥系数，r为坐标轴径向坐标，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8是高次项系数。
8、作为一种可实施的方式，第一非球面的曲率半径(-36mm)-(-37.5mm)之间，第二非球面的曲率半径在34.5mm-35.5mm之间。
9、作为一种可实施的方式，球面透镜包括沿光轴方向依次设置的第一球面和第二球面，第一球面的半径在(-3.8mm)-(-4.0mm)之间，第二球面的半径在3.8mm-4.0mm之间。
10、作为一种可实施的方式，第一非球面透镜的中心厚度在4.5-5.5mm之间，球面透镜的中心厚度在2.5mm-3.5mm之间，第二非球面透镜的中心厚度在4.5mm-5.5mm之间。
11、作为一种可实施的方式，第一非球面透镜与球面透镜沿光轴方向的距离在71.7mm-72.7mm之间，球面透镜沿与第二非球面透镜沿光轴方向的距离在69mm-70mm之间。
12、作为一种可实施的方式，光束整形组件的工作距离为250mm。
13、本申请的实施例另一方面提供了一种激光装置，包括发出激光的激光器以及设置于激光器出光侧的上述的光束整形组件，激光器出射的高斯光束经过光束整形组件整形后形成平顶光束。
14、本申请实施例的有益效果包括：
15、本申请提供的光束整形组件，包括沿光轴方向依次设置的第一非球面透镜、球面透镜和第二非球面透镜，高斯光束经过第一非球面透镜的会聚和匀化，再经过球面透镜的发散，最后经过第二非球面透镜的准直和匀化出射形成平顶光束，实现激光束由高斯光束变化为平顶光束；另外，经过第二非球面透镜的准直，使得出射的光束为准直光束，使得出射的平顶光束在预设工作距离内保持较高的一致性，使得光束整形组件具有较长的工作距离；进一步的，本申请实施例的光束整形组件采用第一非球面透镜会聚，再采用球面透镜发散，最后采用第二非球面透镜准直，使得光路中光斑最小位置处于球面透镜出光侧，没有实的聚焦点，因此，能够应用于大功率激光。因此，本申请实施例提供的光束整形组件，能够在预设工作距离内实现大功率激光的准直和匀化。
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1.一种光束整形组件，其特征在于，包括沿光轴方向依次设置的第一非球面透镜、球面透镜和第二非球面透镜，高斯光束经过所述第一非球面透镜的会聚和匀化，再经过所述球面透镜的发散，最后经过所述第二非球面透镜的准直和匀化出射形成平顶光束。
2.根据权利要求1所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面远离所述球面透镜的一侧设置为平面，靠近所述球面透镜的一侧设置为第一非球面，所述第一非球面为弧面。
3.根据权利要求2所述的光束整形组件，其特征在于，所述第二非球面透镜远离所述球面透镜的一侧设置为平面，靠近所述球面透镜的一侧设置为第二非球面，所述第二非球面为弧面。
4.根据权利要求3所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面和所述第二非球面沿光轴方向的矢高满足关系式：
5.根据权利要求3所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面的曲率半径(-36mm)-(-37.5mm)之间，所述第二非球面的曲率半径在34.5mm-35.5mm之间。
6.根据权利要求1所述的光束整形组件，其特征在于，所述球面透镜包括沿光轴方向依次设置的第一球面
7.根据权利要求1所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面透镜的中心厚度在4.5-5.5mm之间，所述球面透镜的中心厚度在2.5mm-3.5mm之间，所述第二非球面透镜的中心厚度在4.5mm-5.5mm之间。
8.根据权利要求7所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面透镜与所述球面透镜沿光轴方向的距离在71.7mm-72.7mm之间，所述球面透镜沿与所述第二非球面透镜沿光轴方向的距离在69mm-70mm之间。
9.根据权利要求8所述的光束整形组件，其特征在于，所述光束整形组件的工作距离为250mm。
10.一种激光装置，其特征在于，包括发出激光的激光器以及设置于所述激光器出光侧的如权利要求1-9任一项所述的光束整形组件，所述激光器出射的高斯光束经过所述光束整形组件整形后形成平顶光束。
...【技术特征摘要】
1.一种光束整形组件，其特征在于，包括沿光轴方向依次设置的第一非球面透镜、球面透镜和第二非球面透镜，高斯光束经过所述第一非球面透镜的会聚和匀化，再经过所述球面透镜的发散，最后经过所述第二非球面透镜的准直和匀化出射形成平顶光束。
2.根据权利要求1所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面远离所述球面透镜的一侧设置为平面，靠近所述球面透镜的一侧设置为第一非球面，所述第一非球面为弧面。
3.根据权利要求2所述的光束整形组件，其特征在于，所述第二非球面透镜远离所述球面透镜的一侧设置为平面，靠近所述球面透镜的一侧设置为第二非球面，所述第二非球面为弧面。
4.根据权利要求3所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面和所述第二非球面沿光轴方向的矢高满足关系式：
5.根据权利要求3所述的光束整形组件，其特征在于，所述第一非球面的曲率半径(-36mm)-(-37.5mm)之间，所述第二非球面的曲率半径在34.5mm-35.5mm之间。
6.根据权利要求1所述的光束整形组...
【专利技术属性】
技术研发人员：连渊坡，朱一村，林湄，廖洪平，张星，汤颖莹，林宗志，
申请(专利权)人：福建福晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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