一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头的制作方法

本发明涉及准直镜头，特别是涉及一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头。

背景技术：

1、在高能固体激光领域，为便于对高功率激光功放模块的光束质量进行测试，通常采用光纤耦合输出的半导体激光器经准直后的光束作为测量光，用于监测经功放模块传输后的光束的波前及远场光斑。所采用的准直镜头一般为望远镜物镜，其优点是技术成熟度高、成本低，但由于其面向成像应用，通常需要兼顾整个可见光波段进行像差优化，光谱较宽，不会针对特定波长进行波前校正，导致其准直后的光束波前面不够理想，存在波前误差，影响激光功放模块光束质量测试。另外，不同测试场景对准直光束的口径和光强要求不同，定焦准直镜头难以匹配复杂的测试场景，需要更换不同的准直镜头，降低了测试效率和质量。因此，需要提供一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头的方案，获得可改变光束口径的较理想的准直光，解决现有技术方案在实际应用中的误差问题和效率问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，变焦准直镜头用于对中心波长为632nm的激光的波前面进行优化，所述变焦准直镜头用于光纤耦合输出激光且光纤的数值孔径na为0.22，所述变焦准直镜头包括准直透镜组和变焦透镜组，所述准直透镜组包括第一正光焦度透镜和第一负光焦度透镜，所述变焦透镜组包括第二负光焦度透镜、第二正光焦度透镜和第三正光焦度透镜，所述第一正光焦度透镜、所述第一负光焦度透镜、所述第二负光焦度透镜、所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜沿激光传输方向依次排列。

4、优选地，所述第一正光焦度透镜为非球面透镜，所述第一负光焦度透镜、所述第二负光焦度透镜、所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜均为球面透镜。

5、优选地，所述第一正光焦度透镜的入光面为非球面，所述第一正光焦度透镜的出光面为球面。

6、优选地，所述第一正光焦度透镜的出光面与第一负光焦度透镜的入光面曲率相同且凹凸互补，所述第一正光焦度透镜的出光面与所述第一负光焦度透镜的入光面通过光学胶进行胶合。

7、优选地，所述第一正光焦度透镜的非球面满足非球面方程：

8、

9、其中，z为矢高，r为曲率半径，k为圆锥系数，a、b、c、d分别为4、6、8、10次非球面系数，r为环带半径。

10、优选地，所述第一正光焦度透镜、所述第一负光焦度透镜和所述第二负光焦度透镜的位置固定，所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜可沿光轴方向平移，用于实现光学变焦。

11、优选地，光线经过所述准直透镜组后为准直光；光线经过所述变焦透镜组后改变出射的光束的口径，光线经过所述变焦透镜组后仍然为准直光。

12、优选地，所述变焦准直镜头为非连续变焦，所述变焦准直镜头包括短焦模式和长焦模式，所述短焦模式的系统焦距为133mm，出射光束直径为60mm；所述长焦模式的系统焦距为332.5mm，出射光束直径为150mm。

13、优选地，所述短焦模式的系统焦距f1与所述长焦模式的系统焦距f2的关系为：f2/f1＝2.5。

14、本发明的有益效果在于：(1)本发明用于特定波长的波前校正，优化准直光的波前面，减小准直光自身波前差对测试结果的干扰。(2)采用变焦系统设计，实现对准直光不同倍率的扩束，以改变其光斑大小或光强，以适应不同的测试场景，提高测试质量和效率。

技术特征：

1.一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：变焦准直镜头用于对中心波长为632nm的激光的波前面进行优化，所述变焦准直镜头用于光纤耦合输出激光且光纤的数值孔径na为0.22，所述变焦准直镜头包括准直透镜组和变焦透镜组，所述准直透镜组包括第一正光焦度透镜和第一负光焦度透镜，所述变焦透镜组包括第二负光焦度透镜、第二正光焦度透镜和第三正光焦度透镜，所述第一正光焦度透镜、所述第一负光焦度透镜、所述第二负光焦度透镜、所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜沿激光传输方向依次排列。

2.根据权利要求1所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述第一正光焦度透镜为非球面透镜，所述第一负光焦度透镜、所述第二负光焦度透镜、所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜均为球面透镜。

3.根据权利要求2所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述第一正光焦度透镜的入光面为非球面，所述第一正光焦度透镜的出光面为球面。

4.根据权利要求3所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述第一正光焦度透镜的出光面与第一负光焦度透镜的入光面曲率相同且凹凸互补，所述第一正光焦度透镜的出光面与所述第一负光焦度透镜的入光面通过光学胶进行胶合。

5.根据权利要求3所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述第一正光焦度透镜的非球面满足非球面方程：

6.根据权利要求1所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述第一正光焦度透镜、所述第一负光焦度透镜和所述第二负光焦度透镜的位置固定，所述第二正光焦度透镜和所述第三正光焦度透镜可沿光轴方向平移，用于实现光学变焦。

7.根据权利要求1所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：光线经过所述准直透镜组后为准直光；光线经过所述变焦透镜组后改变出射的光束的口径，光线经过所述变焦透镜组后仍然为准直光。

8.根据权利要求1所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述变焦准直镜头为非连续变焦，所述变焦准直镜头包括短焦模式和长焦模式，所述短焦模式的系统焦距为133mm，出射光束直径为60mm；所述长焦模式的系统焦距为332.5mm，出射光束直径为150mm。

9.根据权利要求8所述的一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，其特征在于：所述短焦模式的系统焦距f1与所述长焦模式的系统焦距f2的关系为：f2/f1＝2.5。

技术总结本发明公开了一种用于光纤输出激光的波前校正的变焦准直镜头，涉及准直镜头技术领域，变焦准直镜头包括准直透镜组和变焦透镜组，准直透镜组包括第一正光焦度透镜和第一负光焦度透镜，变焦透镜组包括第二负光焦度透镜、第二正光焦度透镜和第三正光焦度透镜，第一正光焦度透镜、第一负光焦度透镜和第二负光焦度透镜的位置固定，第二正光焦度透镜和第三正光焦度透镜可沿光轴方向平移，用于实现光学变焦。本发明通过光学设计中的特定波长的波前面优化，实现波前校正，获得较理想的准直光，并采用变焦设计，改变光斑大小或光强，满足不同测试场景的需求。技术研发人员：董雪岩,刘凯,寇扬,陈全浩,王浩竹受保护的技术使用者：齐鲁中科光物理与工程技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/5