激光光束自动整形装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113741042A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110945820.8(22)申请日2021.08.17(71)申请人东南大学地址211102江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人丁海波孙畅郭一君(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人冒艳(51)Int.Cl.G02B27/09(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称激光光束自动整形装置(57)摘要本发明公开了激光光束自动整形装置，该装置由光束调制模块和自动控制模块组成，所述光束调制模块包括空间光调制器(1)、第一凸透镜(2)、分束器(3)和第二凸透镜(4)，所述自动控制模块包括空间光调制器(1)、光束质量分析仪(5)和计算机(6)，所述计算机(6)与空间光调制器(1)、光束质量分析仪(5)通过电缆连接形成闭环反馈系统。本发明以空间光调制器实施激光光束的波前整形，实现任意目标光斑的整形效果；通过引入光束质量分析仪形成闭环反馈系统，提高激光光束的整形质量，降低人工操作的难度与工作量。CN113741042ACN113741042A权利要求书1/1页1.一种激光光束自动整形装置，其特征在于：包括光束调制模块和自动控制模块组成，所述光束调制模块包括空间光调制器(1)、第一凸透镜(2)、分束器(3)和第二凸透镜(4)，所述自动控制模块包括空间光调制器(1)、光束质量分析仪(5)和计算机(6)，所述计算机(6)与空间光调制器(1)、光束质量分析仪(5)通过电缆连接形成闭环反馈系统。2.根据权利要求1所述的激光光束自动整形装置，其特征在于：所述空间光调制器(1)固定于原位旋转台，其镜面摆放方向与入射激光的偏振方向一致。3.根据权利要求1所述的激光光束自动整形装置，其特征在于：所述第一凸透镜(2)与第二凸透镜(4)构建成用于调节出射激光光束大小的标准4f系统，出射激光与入射激光的光斑直径比例为f2/f1。4.根据权利要求1所述的激光光束自动整形装置，其特征在于：所述分束器(3)选用非偏振平板分束镜或非偏振分束立方，其与第一凸透镜(2)的距离小于第一凸透镜(2)的焦距f1。5.根据权利要求1所述的激光光束自动整形装置，其特征在于：所述光束质量分析仪(5)的摆放位置与第一凸透镜(2)的光程等于第一凸透镜(2)的焦距f1。2CN113741042A说明书1/3页激光光束自动整形装置技术领域[0001]本发明涉及激光器应用领域，特别涉及激光光束自动整形装置。背景技术[0002]随着激光器的飞速发展，各类型激光器已经广泛应用于显微成像、光学测量和微纳加工领域。而为了保证成像与加工的质量，激光光束整形成为该领域的核心技术。[0003]针对这一关键问题，逐渐发展出基于狭缝、可变光阑、微透镜阵列、可变形镜、空间光调制器等器件的光束整形方案。其中硅基液晶型空间光调制器以傅里叶光学理论为基础，能够主动调节入射激光实施相位调制，从而实现高精度、全范围的光束整形，广泛适用于全息成像、显微系统中的相差修正以及多光束并行激光加工。然而，该方案在实际实施过程中缺乏标准的监测手段评价光束整形效果，目前主要依赖系统搭建前的人工观测和判断，造成普通操作者难以掌握，整形质量不统一的困境。在系统运行过程中，一旦入射激光状态发生变化，无法实时发现并迅速校正。[0004]因此，需要一种有效的解决途径解决光束整形中的自动化控制难点，为普通用户提供智能化操作方案，增强系统自动化程度，提高光束整形效果。发明内容[0005]发明目的：本发明目的是提供便于操作、自动化程度高的激光光束自动整形装置。[0006]技术方案：本发明提供激光光束自动整形装置，包括光束调制模块和自动控制模块组成，所述光束调制模块包括空间光调制器、第一凸透镜、分束器和第二凸透镜，所述自动控制模块包括空间光调制器、光束质量分析仪和计算机，所述计算机与空间光调制器、光束质量分析仪通过电缆连接形成闭环反馈系统。[0007]进一步地，所述空间光调制器固定于原位旋转台，其镜面摆放方向与入射激光的偏振方向一致。所述第一凸透镜与第二凸透镜构建成用于调节出射激光光束大小的标准4f系统，出射激光与入射激光的光斑直径比例为f2/f1。所述分束器选用非偏振平板分束镜或非偏振分束立方，其与第一凸透镜的距离小于第一凸透镜的焦距f1。所述光束质量分析仪的摆放位置与第一凸透镜的光程等于第一凸透镜的焦距f1。[0008]空间光调制器通过加载全息相位图对入射激光进行调制，光束质量分析仪对调制后的出射激光实时监控，根据目标光束与出射光束的比对结果调整空间光调制器的加载图案。[0009]有益效果：本发明与现有技术相比，增加了光束质量分析仪提