【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光束整形，具体而言，涉及一种光束整形装置及光束整形方法。
技术介绍
1、光学整形是一种利用用光束整形透镜、镜片或微透镜等光学元件，将高斯入射激光束转换成圆形、矩形、正方形、直线或其他自定义的形状的技术，通常被应用于建筑工程、道路测量、医疗影像及激光加工等领域。
2、如何在实现超大角度的一字线性光束的同时，保证光束能量相对均匀分布，成了本领域技术人员亟需解决的重要问题。
技术实现思路
1、为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种光束整形装置及光束整形方法。
2、第一方面，本申请实施例提供一种光束整形装置，所述光束整形装置包括：
3、鲍威尔棱镜，所述鲍威尔棱镜用于接收入射光束，并将所述入射光束整形为一字线性的出射光束；
4、光束匀化元件，所述光束均化元件用于增加所述出射光束的发散角，并使得所述出射光束匀化，其中，所述出射光束的发散角大于所述入射光束的入射角，所述出射光束的发散角为钝角。
5、在一种可能的实现方式中，所述鲍威尔棱镜的曲率半径为1.76，厚度为10mm，圆锥系数为-1.91。
6、在一种可能的实现方式中，所述光束匀化元件包括负光焦距的微纳元件，所述微纳元件的表面设置有微结构。
7、在一种可能的实现方式中，所述微纳元件包括相对设置的入射面和出射面，所述入射面和所述出射面包括表面台阶结构。
8、在一种可能的实现方式中，所述表面台阶结构的凹陷度满足以下条件式
9、
10、其中，c为曲率，k为圆锥系数，r为归一化半径，ai为相位系数。
11、在一种可能的实现方式中，所述入射面的曲率为-7.708，圆锥系数为0，归一化半径为1；
12、所述出射面的曲率为-7.915，圆锥系数为0，归一化半径为1。
13、第二方面，本申请实施例还提供一种光束整形系统，所述光束整形系统包括发光单元及第一方面中任意一项所述光束整形装置，所述发光单元用于产生待整形的入射光束，并将所述入射光束发送至所述光束整形装置，由所述光束整形装置对所述入射光束进行整形。
14、在一种可能的实现方式中，所述发光单元包括激光器及准直器，所述准直器设置于所述激光器和所述鲍威尔棱镜之间；
15、所述激光器用于发射待整形的光束，所述准直器用于接收所述激光器发射的待整形的光束，将所述待整形的光束转换为平行的入射光束，并将平行的入射光束发射至所述鲍威尔棱镜。
16、第三方面，本申请实施例还提供一种光束整形方法，应用于第一方面中任意一项所述光束整形装置，所述方法包括：
17、由所述鲍威尔棱镜接收入射光束，并对所述入射光束进行第一次整形，得到一字线性的出射光束；
18、由光束匀化元件对所述出射光束进行第二次整形，调整所述出射光束的发散角，并使得所述出射光束匀化，其中，调整后的出射光束的发散角大于所述入射光束的入射角，所述调整后的出射光束的发散角为钝角。
19、在一种可能的实现方式中，所述由所述激光器发射入射光束的步骤之前，所述方法还包括：
20、基于所述入射光束以及所述鲍威尔棱镜的参数计算所述光束匀化元件的设计参数，其中，所述参数包括曲率、圆锥系数、归一化半径及相位系数；
21、基于所述设计参数制作所述光束匀化元件，其中，所述光束匀化元件包括微纳元件，所述微纳元件的表面设置有微结构。
22、基于上述任意一个方面，本申请实施例提供的光束整形装置及光束整形方法，该光束整形装置包括依次设置的鲍威尔棱镜及光束匀化元件。鲍威尔棱镜可以接收入射光束，并利用其折射率及几何形状调整其光线路径，将入射光束整形为一字线性的出射光束，光束匀化元件不仅可以对光束进行进一步整形，增大出射光束的发散角，使得出射光束的发散角为钝角，还可以利用散射、干涉等光学效应对光束进行调制，实现光束的均匀分布。
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1.一种光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置包括：
2.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述鲍威尔棱镜的曲率半径为1.76，厚度为10mm，圆锥系数为-1.91。
3.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束匀化元件包括负光焦距的微纳元件，所述微纳元件的表面设置有微结构。
4.根据权利要求3所述的光束整形装置，其特征在于，所述微纳元件包括相对设置的入射面和出射面，所述入射面和所述出射面包括表面台阶结构。
5.根据权利要求4所述的光束整形装置，其特征在于，所述表面台阶结构的凹陷度满足以下条件式：
6.根据权利要求5所述的光束整形装置，其特征在于，所述入射面的曲率为-7.708，圆锥系数为0，归一化半径为1；
7.一种光束整形系统，其特征在于，所述光束整形系统包括发光单元及权利要求1-6中任意一项所述光束整形装置，所述发光单元用于产生待整形的入射光束，并将所述入射光束发送至所述光束整形装置，由所述光束整形装置对所述入射光束进行整形。
8.根据权利要求5所述的光束整形系
9.一种光束整形方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任意一项所述光束整形装置，所述方法包括：
10.根据权利要求8所述的光束整形方法，其特征在于，所述由所述激光器发射入射光束的步骤之前，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置包括：
2.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述鲍威尔棱镜的曲率半径为1.76，厚度为10mm，圆锥系数为-1.91。
3.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束匀化元件包括负光焦距的微纳元件，所述微纳元件的表面设置有微结构。
4.根据权利要求3所述的光束整形装置，其特征在于，所述微纳元件包括相对设置的入射面和出射面，所述入射面和所述出射面包括表面台阶结构。
5.根据权利要求4所述的光束整形装置，其特征在于，所述表面台阶结构的凹陷度满足以下条件式：
6.根据权利要求5所述的光束整形装置，其特征在于，所述入射面的曲率为...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，杨龙飞，蒲明博，王茂宇，雷健，许峻文，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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