光学组件和光学系统的制作方法

本申请涉及激光整形，尤其是涉及一种光学组件和光学系统。

背景技术：

1、在相关技术中，普通柱面镜价格低廉、易于加工，但当发散角较大时，出射光斑的均匀性较差；准直透镜组合鲍威尔划线棱镜的光学系统能够获得均匀性较好且发散角较大的光斑，但对激光束的入射位置、光束直径和能量分布有较高要求，对光学装调、机械稳定性有较高的要求，而且，目前鲍威尔划线棱镜需要手工打磨，因此加工一致性较难保证，不具备大批量生产的可能性；非球面柱透镜光学系统或自由曲面透镜光学系统的生产成本高，不适合大规模生产。

2、因此，亟需一种使得出射光斑具有较好的均匀性，且成本低廉、易于加工的光学器件。

技术实现思路

1、本申请的实施方式提供一种光学组件和光学系统。

2、本申请实施方式的光学组件包括第一柱透镜、第二柱透镜和匀光组件。所述第二柱透镜的曲面和所述第一柱透镜的曲面相互垂直；所述匀光组件包括多个第三柱透镜，多个所述第三柱透镜依次连接形成柱透镜阵列。

3、在某些实施方式中，多个所述第三柱透镜的曲面与所述第二柱透镜的曲面垂直，所述第一柱透镜用于对入射的激光进行会聚，以出射平行的激光，所述第二柱透镜用于在第二方向上，对入射的激光进行会聚，以出射激光，所述匀光组件用于在第一方向上对入射的激光进行匀光，以输出在第一方向上存在预设发散角度的线激光，所述第一方向和所述第二方向垂直。

4、在某些实施方式中，所述第二柱透镜、所述第一柱透镜和所述匀光组件沿所述光学组件的入射方向依次设置；或者，所述第一柱透镜、所述第二柱透镜和所述匀光组件沿所述光学组件的入射方向依次设置；或者，所述第一柱透镜、所述匀光组件、所述第二柱透镜沿所述光学组件的入射方向依次设置。

5、在某些实施方式中，所述匀光组件的匀光性能参数根据匀光组件包含的第三柱透镜的数量确定，所述预设发散角度根据所述第三柱透镜的面型确定。

6、在某些实施方式中，所述预设发散角度位于区间[45度，110度]。

7、在某些实施方式中，多个所述第三柱透镜的光轴平行设置。

8、在某些实施方式中，多个所述第三柱透镜的面型相同。

9、在某些实施方式中，所述匀光组件包含的所述柱透镜的个数位于区间[7，11]。

10、在某些实施方式中，所述第一柱透镜、所述第二柱透镜和所述第三柱透镜为圆柱形透镜或半圆柱形透镜。

11、本申请的光学系统包括激光器和上述任一实施方式的光学组件。所述激光器用于向所述光学组件发射激光。

12、本申请实施方式的光学组件和光学系统中，通过其曲面相互垂直的第一柱透镜和第二柱透镜，可分别实现激光在相互垂直的两个方向上的会聚，以形成满足尺寸需求的光斑，然后通过多个第三柱透镜依次排列形成的柱透镜阵列，实现激光的匀光处理，匀光处理可以是：能量为高斯分布的激光入射进入匀光组件，当第三柱透镜尺寸较小时，可以认为，入射进入每个第三柱透镜的光束基本是均匀的，柱透镜阵列的每个第三柱透镜都会将入射激光分割成多个小光束，多个小光束在照明面依次叠加后，形成有一定发散角度的均匀光。如此，通过光学组件可生成尺寸满足需求，光斑的均匀性较高的激光光斑。且光学组件全部由柱透镜组成，使得光学组件的成本低廉、易于加工。

13、此外，由于采用了上述匀光组件作为匀光和扩束的光学元件，根据上述匀光组件的原理可知，激光入射位置与匀光组件的相对三维位置不需要精确调节，也能够保证出射光斑的均匀度不会受影响。

14、本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

技术特征：

1.一种光学组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，多个所述第三柱透镜的曲面与所述第二柱透镜的曲面垂直，所述第一柱透镜用于对入射的激光进行会聚，以出射平行的激光，所述第二柱透镜用于在第二方向上，对入射的激光进行会聚，以出射激光，所述匀光组件用于在第一方向上对入射的激光进行匀光，以输出在第一方向上存在预设发散角度的线激光，所述第一方向和所述第二方向垂直。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述第二柱透镜、所述第一柱透镜和所述匀光组件沿所述光学组件的入射方向依次设置；或者，所述第一柱透镜、所述第二柱透镜和所述匀光组件沿所述光学组件的入射方向依次设置；或者，所述第一柱透镜、所述匀光组件、所述第二柱透镜沿所述光学组件的入射方向依次设置。

4.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述匀光组件的匀光性能参数根据匀光组件包含的第三柱透镜的数量及所述第三柱透镜的面型确定。

5.根据权利要求2-4任一项所述的光学组件，其特征在于，所述预设发散角度位于区间[45度，110度]。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，多个所述第三柱透镜的光轴平行设置。

7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，多个所述第三柱透镜的面型相同。

8.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述匀光组件包含的所述柱透镜的个数位于区间[7，11]。

9.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一柱透镜、所述第二柱透镜和所述第三柱透镜为圆柱形透镜或半圆柱形透镜。

10.一种光学系统，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开一种光学组件和光学系统。光学组件包括光学组件包括第一柱透镜、第二柱透镜和匀光组件。所述第二柱透镜的曲面和所述第一柱透镜的曲面相互垂直；所述匀光组件包括多个第三柱透镜，多个所述第三柱透镜依次连接形成柱透镜阵列。通过第一柱透镜和第二柱透镜，可分别实现激光在相互垂直的两个方向上的会聚，以实现激光整形。通过多个第三柱透镜实现匀光处理，入射进入每个第三柱透镜的光束基本是均匀的，每个第三柱透镜都会将入射激光分割成多个小光束，多个小光束在照明面依次叠加形成均匀光。如此，通过光学组件可生成尺寸满足需求，光斑的均匀性较高的激光光斑。且光学组件全部由柱透镜组成，使得光学组件的成本低廉、易于加工。技术研发人员：张巧淞受保护的技术使用者：凌云光技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29