專利名稱：用于高功率激光器的熱補償透鏡的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及激光器領域。更具體地，涉及用于高功率激光器的透鏡。
背景技術：
—個或多個高質量熔融石英透鏡(fused silica lens)被用于聚焦超過一千瓦(IkW)的高功率光纖激光器。更具體地，至少一個高質量熔融石英透鏡被用于準直從光纖激光器發射的激光，該光纖激光器中的光纖的直徑范圍從50微米至超過300微米。光在已經準直之后被引導至由一個或多個高質量熔融石英透鏡制成的聚焦透鏡組件，其將該光聚焦在要被切割、鉆孔、劃線、標記或焊接的表面上。雖然熔融石英透鏡材料是高透射性的，一些輻射在透鏡內被吸收或者散射，使得透鏡加熱。所有光學玻璃材料具有當它們加熱時改變透鏡的聚焦特性的特定熱屬性。具體地，熱膨脹系數α和作為溫度函數的折射率變化(dn/dT)改變透鏡的焦度。透鏡的焦度受這兩個屬性影響并且被稱作透鏡的熱焦度:
權利要求
1.一種在用于高功率激光器的光學系統中熱補償透鏡的方法，包括以下步驟: 設置正dn/dT玻璃以準直高功率激光束并且以相對于所述高功率激光束的準直關系定位所述熔融石英透鏡； 設置聚焦透鏡組件以聚焦所述高功率激光束并且以相對于所述準直激光束的聚焦關系定位所述聚焦透鏡組件；并且 作為所述聚焦透鏡組件的一部分，包括具有負dn/dT的至少一個透鏡，以抵消所述熔融石英透鏡的折射率的熱弓I發的改變。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟: 從具有負dn/dT的玻璃的組中選擇所述具有負dn/dT的至少一個透鏡； 由此利用抵消負dn/dT來平衡所述光學系統中的透鏡的焦度，使得所述光學系統在寬溫度范圍上維持其焦點。
3.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟: 在用于將所述準直激光束聚焦在表面上的聚焦透鏡組件中，包括至少一個熔融石英透鏡和至少一個N-PSK53A透鏡； 由此所述N-PSK53A透鏡補償所述熔融石英透鏡的熱焦度使得所述系統的總焦度是基本上不變的。
4.一種在用于高功率激光器的準直光學系統中熱補償透鏡的方法，包括以下步驟: 通過以彼此配合關系和相對于由高功率激光器發射的光束的準直關系定位熔融石英透鏡和N-PSK53A透鏡，形成所述準直光學系統。
5.一種在用于高功率激光器的聚焦物鏡系統中熱補償透鏡的方法，包括以下步驟: 通過以彼此配合關系和相對于由高功率激光器發射的光束的聚焦關系定位熔融石英透鏡和N-PSK53A透鏡，形成所述聚焦物鏡系統。
6.一種在用于高功率激光器的聚焦物鏡系統中熱補償透鏡的方法，包括以下步驟: 通過以彼此配合關系和相對于由高功率激光器發射的光束的聚焦物鏡關系定位熔融石英透鏡和從由CaF2、BaF2、LiF2、NaClJP KCl玻璃形成的透鏡的組中選擇的透鏡，形成所述聚焦物鏡系統。
7.—種在由高功率激光器發射的準直光所通過的聚焦物鏡系統中熱補償透鏡的方法，包括以下步驟: 通過以彼此配合關系和相對于所述準直光束的聚焦關系定位熔融石英透鏡和從由CaF2、BaF2、LiF2、NaCl、和KCl玻璃形成的透鏡的組中選擇的透鏡，形成所述聚焦物鏡系統。
全文摘要
一種在用于高功率激光器的光學系統中熱補償透鏡的方法包括以下步驟設置熔融石英透鏡以準直高功率激光束并且將該透鏡以相對于激光束的準直關系定位。設置聚焦透鏡組件以聚焦該準直激光束并且將其以相對于該準直激光束的聚焦關系定位。作為該準直透鏡組件的一部分和作為該聚焦透鏡組件的一部分，包括具有負dn/dT的至少一個透鏡以抵消該熔融石英透鏡折射率的熱感應改變。從具有負dn/dT的玻璃的組中選擇該具有負dn/dT的透鏡。利用抵消負dn/dT來平衡該透鏡的焦度，使得該光學系統在寬溫度范圍上維持其焦點。
文檔編號H01S3/04GK103109424SQ201180028327
公開日2013年5月15日 申請日期2011年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者邁克爾·J·斯卡格斯 申請人:邁克爾·J·斯卡格斯