空間多角度傳輸光束的產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、兩個延遲結構和一組雙透鏡會聚系統組成。多角度傳輸光束的產生方法是通過分光平片分束后的偏振狀態相互垂直的雙脈沖經過延遲線后入射到沃拉斯頓棱鏡，經過沃拉斯頓棱鏡偏轉角度后出射產生四個方向發散出射的脈沖，再通過分光平片合束和雙透鏡結構產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的偏振狀態相互垂直的線偏振或者圓偏振光產生多個方向傳輸光束，該裝置不僅適用范圍廣（能夠使用于連續光和脈沖光系統），而且具有能量利用率高、結構緊湊、調節簡易的優點。
【專利說明】空間多角度傳輸光束的產生方法和分束裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬于激光加工及其應用【技術領域】，主要解決空間多角度傳輸光束的產生的 問題。
【背景技術】
[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 加工技術進一步發展，一些并行加工等場合，對激光的路數、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，不易進行調節。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是解決現有方法的激光光束空間角度少、能量利用率低、調節機構 復雜等問題，依據激光并行加工的要求，提供一種空間多角度傳輸光束的產生方法及分束 裝置，該裝置可以將兩個偏振狀態呈45°的連續激光或者脈沖激光，調節成四路具有任意 角度出射的激光，且能量利用率高、調節簡易。
[0004] 首先，本發明提供了一種全息記錄角分復用系統中參考光空間多角度傳輸光束的 產生方法，該方法的具體步驟如下： 第1、將兩個偏振狀態相互垂直的連續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構（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構（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)的一側產生了 4方向的傳輸光路； 第4、米用4/"系統對第3步產生的4方向的傳輸光路進行合束，實現了多方向的參考光 能在同一成像靶面上進行成像或者加工的目的。
[0005] 其次，本發明提供了一種實現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；其中， 第一消偏分光平片（BS1),用于將偏振狀態相互垂直的超短激光雙脈沖分束為兩個方 向出射的脈沖； 第一延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BS1)的反射光路上，用于調節反射光路的光 程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔； 堅直放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第一延遲線結構的出射光路上，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； 第二延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BS1)的透射光路上，用于調節透射光路的光 程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔； 水平放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第二延遲線結構的出射光路上，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成的4/系統，用于將四路發散的光線會聚。
[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結構4具有高度微位移調節機構，因此可以在極高精度下調節光程； 透鏡系統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] 現對任意角度的調節做如下解釋： 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，
【權利要求】
1. 一種空間多角度傳輸光束的產生方法，其特征在于該方法的具體步驟如下： 第1、將兩個偏振狀態相互垂直的連續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構（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構（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)的一側產生了 4方向的傳輸光路； 第4、米用4/"系統對第3步產生的4方向的傳輸光路進行合束，實現了多方向的參考光 能在同一成像靶面上進行成像或者加工的目的。
2. -種實現權利要求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；其中， 第一消偏分光平片（BSJ，用于將偏振狀態相互垂直的超短激光雙脈沖分束為兩個方 向出射的脈沖； 第一延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BSJ的反射光路上，用于調節反射光路的光 程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔； 堅直放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第一延遲線結構的出射光路上，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； 第二延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BSJ的透射光路上，用于調節透射光路的光 程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔； 水平放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第二延遲線結構的出射光路上，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成的4/系統，用于將四路發散的光線會聚。
3. 根據權利要求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 優先權日:2014年7月15日
【發明者】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