CN114465076A - 一种一字线激光器 - Google Patents

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蔡震
陈浩
吉俊文
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Jiangsu Liangdian Photoelectric Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种一字线激光器，其通过扇角拼接方式，可实现大扇角一字线，其结构简单，便于工程化作业，且设备成本低。其包括激光器、胶合棱镜、梯形棱镜、第一鲍威尔棱镜、第二鲍威尔棱镜、以及第三鲍威尔棱镜；所述第一鲍威尔棱镜的扇角为M；所述第二鲍威尔棱镜的扇角为N；所述第三鲍威尔棱镜的扇角为P；所述梯形棱镜包括第一反射斜面、第二入射平面、第三反射斜面、出射平面；所述激光器的出射光束为平行光，所述激光器的出射光束朝向所述胶合棱镜的入射面设置；所述胶合棱镜包括有三个输出端面、射出三束平行光束，分别为第一平行光束、第二平行光束、第三平行光束；所述胶合棱镜的后方设置有所述梯形棱镜。

Description

一种一字线激光器
技术领域
本发明涉及激光的技术领域，具体为一种一字线激光器。
背景技术
鲍威尔棱镜是一种非球面柱面镜，其顶部为复杂的二维非球面曲面，激光通过时会产生大量球面像差，从而重新分配光能量，减少中心区域的光能，并将光能增强至边缘区域，形成一条均匀直线，如图1所示，现有技术中将带有此光学效应的激光器称为一字线激光器。
现有的一字线激光器最大扇角一般为110度-120度，无法满足更大扇角使用要求，伴随着工程建设的快速发展需求，现有的一字线激光器不能满足大扇角区域的要求，故需要购买额外的一字线激光器进行拼合作业，而拼合作业的精度和操作难度较大，故急需大扇角一字线激光器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种一字线激光器，其通过扇角拼接方式，可实现大扇角一字线，其结构简单，便于工程化作业，且设备成本低。
一种一字线激光器，其特征在于，其包括：
激光器；
胶合棱镜；
梯形棱镜；
第一鲍威尔棱镜；
第二鲍威尔棱镜
以及第三鲍威尔棱镜；
所述第一鲍威尔棱镜的扇角为M；所述第二鲍威尔棱镜的扇角为N；所述第三鲍威尔棱镜的扇角为P；
所述梯形棱镜包括第一反射斜面、第二入射平面、第三反射斜面、出射平面；
所述激光器的出射光束为平行光，所述激光器的出射光束朝向所述胶合棱镜的入射面设置；
所述胶合棱镜包括有三个输出端面、射出三束平行光束，分别为第一平行光束、第二平行光束、第三平行光束；
所述胶合棱镜的后方设置有所述梯形棱镜，所述第一平行光束朝向第一反射斜面布置，所述第二平行光束朝向第二入射平面布置，所述第三平行光束朝向第三反射斜面布置；
所述第一反射斜面的光束输出方向的后方设置有第一鲍威尔棱镜的输入曲面，第二平行光束沿着第二入射平面、出射平面直线输出的后方设置有第二鲍威尔棱镜的输入曲面，所述第三反射斜面的光束输出方向的后方设置有第三鲍威尔棱镜的输入曲面；
所述第一鲍威尔棱镜的出射表面形成第一一字线光束；所述第二鲍威尔棱镜的出射表面形成第二一字线光束；所述第三鲍威尔棱镜的出射表面形成第三一字线光束；
所述第一一字线光束、第二一字线光束、第三一字线光束组合形成输出一字线光束。
其进一步特征在于：
当M、N及P均大于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生超过270度大扇角一字线光学光束；
当M、N及P均小于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生中间带有间隙的超过平角的大扇角一字线光学光束；
当M、N及P均为直角时，三条一字线光束通过拼接，产生270度大扇角一字线光学光束；
所述梯形棱镜的形状为对称的等腰梯形形状，所述梯形棱镜的两条腰边的斜度为45°，其为第一反射斜面、第三反射斜面；
所述胶合棱镜包括有第一分光面、第二分光面和反光面。
采用本发明的结构后，胶合棱镜将单束光分为三束平行光束，胶合棱镜出射的第一平行光束经第一反射斜面反射，入射至第一鲍威尔棱镜，产生M度的第一一字线光束；胶合棱镜出射的第二平行光束经梯形棱镜透射，入射至第二鲍威尔棱镜，产生N度的第二一字线光束；胶合棱镜出射的第三平行光束经梯形棱镜的第三反射斜面反射，入射至第三鲍威尔棱镜，产生P度的第三一字线光束，当M、N及P均大于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生超过270度大扇角一字线光学效应；当M、N及P均小于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生中间带有间隙的超过平角的大扇角一字线光学效应；当M、N及P均为直角时，三条一字线光束通过拼接，产生270度大扇角一字线光学光束；其通过扇角拼接方式，可实现大扇角一字线，其结构简单，便于工程化作业，且设备成本低。
附图说明
图1为鲍威尔棱镜产生一字线光学效应原理图；
图2为本发明的光学原理图；
图中序号所对应的名称如下：
激光器10、胶合棱镜20、梯形棱镜30、第一反射斜面31、第二入射平面32、第三反射斜面33、出射平面34、第一鲍威尔棱镜40、第二鲍威尔棱镜50、第三鲍威尔棱镜60。
具体实施方式
一种一字线激光器，见图2，其包括激光器10、胶合棱镜20、梯形棱镜30、第一鲍威尔棱镜40、第二鲍威尔棱镜50、以及第三鲍威尔棱镜60；
第一鲍威尔棱镜40的扇角为M；第二鲍威尔棱镜50的扇角为N；第三鲍威尔棱镜60的扇角为P；
梯形棱镜30包括第一反射斜面31、第二入射平面32、第三反射斜面33、出射平面34；
激光器10的出射光束为平行光，激光器10的出射光束朝向胶合棱镜20的入射面设置；
胶合棱镜20包括有三个输出端面、射出三束平行光束，分别为第一平行光束A、第二平行光束B、第三平行光束C；
胶合棱镜20的后方设置有梯形棱镜30，第一平行光束A朝向第一反射斜面31布置，第二平行光束B朝向第二入射平面32布置，第三平行光束C朝向第三反射斜面33布置；
第一反射斜面31的光束输出方向的后方设置有第一鲍威尔棱镜40的输入曲面，第二平行光束B沿着第二入射平面32、出射平面34直线输出的后方设置有第二鲍威尔棱镜50的输入曲面，第三反射斜面33的光束输出方向的后方设置有第三鲍威尔棱镜60的输入曲面；
第一鲍威尔棱镜40的出射表面形成第一一字线光束m；第二鲍威尔棱镜50的出射表面形成第二一字线光束n；第三鲍威尔棱镜50的出射表面形成第三一字线光束p；
第一一字线光束m、第二一字线光束n、第三一字线光束p组合形成输出一字线光束。
具体实施时，当M、N及P均大于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生超过270度大扇角一字线光学光束；
当M、N及P均小于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生中间带有间隙的超过平角的大扇角一字线光学光束；
当M、N及P均为直角时，三条一字线光束通过拼接，产生270度大扇角一字线光学光束；
梯形棱镜30的形状为对称的等腰梯形形状，梯形棱镜的两条腰边的斜度为45°，其为第一反射斜面31、第三反射斜面33；
胶合棱镜20包括有第一分光面a、第二分光面b和反光面c。
具体实施时，胶合棱镜20包括第一分光面a、第二分光面b、反光面c，第一分光面a的透反比为33/67、第二分光面b透反比为50/50，胶合棱镜出射20的第一平行光束A经第一反射斜面31反射，入射至第一鲍威尔棱镜40，产生M度的第一一字线光束m；胶合棱镜出射的第二平行光束B经梯形棱镜30透射，入射至第二鲍威尔棱镜50，产生N度的第二一字线光束n；胶合棱镜20出射的第三平行光束C经梯形棱镜30的第三反射斜面33反射，入射至第三鲍威尔棱镜60，产生P度的第三一字线光束p。
具体实施例，激光器10的波长为532nm；激光器10的出射光束为平行光束，光束直径为φ2mm；第一鲍威尔棱镜40产生扇角为90度，在2m-5m远处形成一字线宽度约2mm；第二鲍威尔棱镜50产生扇角为90度，在2m-5m远处形成一字线宽度约2mm；第三鲍威尔棱镜60产生扇角为90度，在2m-5m远处形成一字线宽度约2mm；第一鲍威尔棱镜40、第二鲍威尔棱镜50、第三鲍威尔棱镜60产生的一字线光学效应，拼接后，扇角可达270度，在2m-5m远处形成一字线宽度约2mm。
其工作原理如下：胶合棱镜将单束光分为三束平行光束，胶合棱镜出射的第一平行光束经第一反射斜面反射，入射至第一鲍威尔棱镜，产生M度的第一一字线光束；胶合棱镜出射的第二平行光束经梯形棱镜透射，入射至第二鲍威尔棱镜，产生N度的第二一字线光束；胶合棱镜出射的第三平行光束经梯形棱镜的第三反射斜面反射，入射至第三鲍威尔棱镜，产生P度的第三一字线光束，当M、N及P均大于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生超过270度大扇角一字线光学效应；当M、N及P均小于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生中间带有间隙的超过平角的大扇角一字线光学效应；当M、N及P均为直角时，三条一字线光束通过拼接，产生270度大扇角一字线光学光束；其通过扇角拼接方式，可实现大扇角一字线，其结构简单，便于工程化作业，且设备成本低。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种一字线激光器，其特征在于，其包括：
激光器；
胶合棱镜；
梯形棱镜；
第一鲍威尔棱镜；
第二鲍威尔棱镜
以及第三鲍威尔棱镜；
所述第一鲍威尔棱镜的扇角为M；所述第二鲍威尔棱镜的扇角为N；所述第三鲍威尔棱镜的扇角为P；
所述梯形棱镜包括第一反射斜面、第二入射平面、第三反射斜面、出射平面；
所述激光器的出射光束为平行光，所述激光器的出射光束朝向所述胶合棱镜的入射面设置；
所述胶合棱镜包括有三个输出端面、射出三束平行光束，分别为第一平行光束、第二平行光束、第三平行光束；
所述胶合棱镜的后方设置有所述梯形棱镜，所述第一平行光束朝向第一反射斜面布置，所述第二平行光束朝向第二入射平面布置，所述第三平行光束朝向第三反射斜面布置；
所述第一反射斜面的光束输出方向的后方设置有第一鲍威尔棱镜的输入曲面，第二平行光束沿着第二入射平面、出射平面直线输出的后方设置有第二鲍威尔棱镜的输入曲面，所述第三反射斜面的光束输出方向的后方设置有第三鲍威尔棱镜的输入曲面；
所述第一鲍威尔棱镜的出射表面形成第一一字线光束；所述第二鲍威尔棱镜的出射表面形成第二一字线光束；所述第三鲍威尔棱镜的出射表面形成第三一字线光束；
所述第一一字线光束、第二一字线光束、第三一字线光束组合形成输出一字线光束。
2.如权利要求1所述的一种一字线激光器，其特征在于：当M、N及P均大于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生超过270度大扇角一字线光学光束。
3.如权利要求1所述的一种一字线激光器，其特征在于：当M、N及P均小于直角时，三条一字线光束通过拼接，产生中间带有间隙的超过平角的大扇角一字线光学光束。
4.如权利要求1所述的一种一字线激光器，其特征在于：当M、N及P均为直角时，三条一字线光束通过拼接，产生270度大扇角一字线光学光束。
5.如权利要求1所述的一种一字线激光器，其特征在于：所述梯形棱镜的形状为对称的等腰梯形形状，所述梯形棱镜的两条腰边的斜度为45°，其为第一反射斜面、第三反射斜面。
6.如权利要求1所述的一种一字线激光器，其特征在于：所述胶合棱镜包括有第一分光面、第二分光面和反光面。
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