空間濾波裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空間濾波裝置技術領域，特別提供一種空間濾波裝置。
【背景技術】
[0002]在高功率激光器領域，為了獲得高功率激光輸出的同時也能得到激光束的高光束質量，常常采用主振-放大系統。而在該系統中，提高激光的提取效率是非常關鍵的，這往往需要激光束和泵浦區域即激光增益區有很好的空間交疊。為了提高空間交疊率，一般采用像傳遞的方法。但激光放大過程中，存在著功率密度很大的高頻分量，由于該分量的提取效率高，因此很容易被放大，造成光束質量的惡化，甚至會因局部的激光功率密度過大(“光釘子”)而損壞高功率激光器。空間濾波裝置能夠濾除激光放大過程中的高頻分量，改善高功率激光器的光束質量，有效地保護激光器不受損壞。目前已有多種空間濾波裝置產生:一種體全息光柵整形裝置，動態的、多功能的對超短脈沖激光束進行整形；還有一種高功率衍射性空間濾波裝置，滿足高功率激光系統多程放大和級間隔離的雙城、二軸空間濾波的需要；以及一種由石英晶體平凸透鏡、濾波小孔、普通透鏡和偏振片構成的激光束空間整形裝置；上述空間濾波裝置獲得了較好的濾波效果，但也存在一些實際問題:如高功率激光條件下容易燒毀濾波針孔，衍射型元件很難滿足像傳遞的需求，同時裝置的調節精度要求也較高。
[0003]在一篇專利為“高功率激光像傳遞低通空間濾波裝置”(專利號ZL2012 I0333575.6)中，提到一種單個濾波小孔的低通空間濾波裝置，但該裝置依靠單孔來濾波，增加了小孔的加工難度和對準精度，且當高頻激光功率較高時容易弓I起打火。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是現有的單孔來濾波，增加了小孔的加工難度和對準精度，且當高頻激光功率較高時容易弓I起打火的問題。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供了一種空間濾波裝置，該裝置包括分頻透鏡、復原透鏡和至少兩個濾波小孔，所述分頻透鏡和復原透鏡構成共焦光學系統；至少兩個所述濾波小孔設置在所述共焦光學系統的焦點與所述分頻透鏡和/或復原透鏡之間。
[0008]優選的，在所述共焦光學系統的焦點與所述分頻透鏡和/或復原透鏡之間設有多個所述濾波小孔，多個所述濾波小孔的孔徑由所述共焦光學系統的焦點至所述分頻透鏡和/或復原透鏡依次增大。
[0009]優選的，所述分頻透鏡、復原透鏡以及濾波小孔均與光束傳播方向同光軸；所述濾波小孔的基質材料為對高功率激光的功率吸收系數小于0.5% /cm的材料。
[0010]優選的，所述分頻透鏡和復原透鏡均為凸透鏡。
[0011]優選的，所述分頻透鏡與復原透鏡相對于所述共焦光學系統的焦點對稱，當物像傳遞比例為1:1時，所述分頻透鏡與復原透鏡相對于所述共焦光學系統的焦點對稱；當物像傳遞比例為其它值時，所述分頻透鏡與復原透鏡相對于所述共焦光學系統的焦點不對稱。
[0012]優選的，在光的傳播方向上，所述濾波小孔前表面為毛化表面，且所述濾波小孔的基質材料為熔融石英。
[0013]優選的，在光的傳播方向上，所述濾波小孔后表面為毛化表面，且所述濾波小孔的基質材料為未摻雜的釔鋁石榴石。
[0014]優選的，在光的傳播方向上，所述濾波小孔前、后表面均為毛化表面，且所述濾波小孔的基質材料為藍寶石。
[0015](三)有益效果
[0016]本發明提供了一種空間濾波裝置，該裝置包括分頻透鏡、復原透鏡和至少兩個濾波小孔，分頻透鏡和復原透鏡構成共焦光學系統；至少兩個濾波小孔設置在共焦光學系統的焦點與分頻透鏡和/或復原透鏡之間。多個濾波小孔使得激光束的高頻分量的散射效果平均分擔到所有的濾波小孔上，一方面降低了單個濾波小孔對激光功率的吸收，提高安全性能，另一方面顯著改善了對激光束的各類高頻分量的濾波效果，更好實現了低通空間濾波功能。且由于濾波小孔處遠離焦點位置，光斑尺寸較大，相應功率密度較低，不易出現打火現象。另外小孔尺寸較大，降低了加工難度，增加了小孔調節的不對準容忍度，系統易于穩定運轉。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例一的一種空間濾波裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是本發明實施例二的一種空間濾波裝置的結構示意圖；
[0019]圖3是本發明實施例三的一種空間濾波裝置的結構示意圖。
[0020]附圖標記:
[0021]11、分頻透鏡；12、復原透鏡；13、濾波小孔；14、高頻分量；16、低頻分量；18、入射面；19、出射面。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0023]在本發明的描述中，除非另有說明，術語“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“縱向”等指示的方位或狀態關系為基于附圖所示的方位或狀態關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的機構或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0024]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0025]實施例一
[0026]如圖1所示，本發明實施例一提供的一種空間濾波裝置，包括分頻透鏡11、復原透鏡12和至少兩個濾波小孔13，分頻透鏡11和復原透鏡12構成共焦光學系統，即分頻透鏡11與復原透鏡12同光軸設置，且分頻透鏡11的像方焦點與復原透鏡12的物方焦點重合；至少兩個濾波小孔13設置在共焦光學系統的焦點與分頻透鏡11和/或復原透鏡12之間，即至少兩個濾波小孔13可均設置在共焦光學系統的焦點與分頻透鏡11之間，或均設置在共焦光學系統的焦點與復原透鏡12之間，還可以是在共焦光學系統的焦點的兩側均設置一個或多個濾波小孔13。
[0027]本實施例的分頻透鏡11和復原透鏡12均為凸透鏡，當物像傳遞比例為1:1時，所述分頻透鏡11與復原透鏡12相對于所述共焦光學系統的焦點對稱；當物像傳遞比例為其它值時，所述分頻透鏡11與復原透鏡12相對于所述共焦光學系統的焦點不對稱，由共焦光學系統的焦點至分頻透鏡11和復原透鏡12之間均可設置多個濾波小孔13，多個濾波小孔13的孔徑由共焦光學