專利名稱：一種擴(kuò)束裝置及激光演示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光路調(diào)整裝置，尤其涉及一種擴(kuò)束裝置及激光演示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光顏色鮮艷，色彩飽和，穿透力強(qiáng)，適合于戶外景觀照明和激光演示。但激光器 發(fā)出的激光束太細(xì)，且因存在發(fā)散角不能遠(yuǎn)射。現(xiàn)有工業(yè)用擴(kuò)束鏡將激光束直徑擴(kuò)大的比 例有限，期待著一種能將激光束直徑擴(kuò)得更大且能遠(yuǎn)射的擴(kuò)束裝置和激光演示系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種可將激光束直徑擴(kuò)大至原來10倍以上且平行 出射的擴(kuò)束裝置，旨在解決現(xiàn)有擴(kuò)束鏡擴(kuò)大比例有限的問題。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種光束直徑較大的激光演示系統(tǒng)。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種擴(kuò)束系統(tǒng)，包括第一透鏡和第二透鏡，所述第 一透鏡和第二透鏡位于同一光軸上，所述第一透鏡為凸面背著光線入射方向彎曲的彎月型 透鏡，所述第二透鏡為凸面向著光線出射方向彎曲的彎月型透鏡；所述擴(kuò)束鏡與準(zhǔn)直鏡之 間的距離為d2，d2的大小為185mm彡d2彡215mm ；且所述第一透鏡為擴(kuò)束鏡。本發(fā)明實施例的另一目的是這樣實現(xiàn)的，一種激光演示系統(tǒng)，包括第一透鏡和第 二透鏡，所述第二透鏡的輸出光路上設(shè)有至少一個反射鏡；所述第一透鏡和第二透鏡位于 同一光軸上，所述第一透鏡為凸面背著光線入射方向彎曲的彎月型透鏡，所述第二透鏡為 凸面向著光線出射方向彎曲的彎月型透鏡；所述擴(kuò)束鏡與準(zhǔn)直鏡之間的距離為d2，d2的大 小為185mm < d2 < 215mm ；且所述第一透鏡為擴(kuò)束鏡。本發(fā)明中所述第一透鏡和第二透鏡均為彎月型透鏡，經(jīng)由本擴(kuò)束裝置出射的激光 束平行且直徑適合戶外激光演示，遠(yuǎn)射距離1 5 20km。沿平行光束出射方向設(shè)第一反 射鏡，平行光束經(jīng)所述第一反射鏡反射后可在空間垂直方向180°范圍內(nèi)任意掃射。經(jīng)所述 第一反射鏡反射的平行光束的光路上設(shè)第二反射鏡，平行光束經(jīng)所述第二反射鏡反射后可 在空間水平方向360°范圍內(nèi)任意掃射，同時利用各種顏色的激光，便可在天空形成五彩斑 斕的景象，美化城市夜景。


圖1是本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置的光線軌跡示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的激光演示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是經(jīng)本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置出射的平行光成像點的幾何彌散斑圖；圖5是經(jīng)本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置出射的平行光能量集中度圖；圖6是經(jīng)本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置出射的平行光光學(xué)傳遞函數(shù)MTF圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例提供的擴(kuò)束裝置具有第一透鏡1和第二透鏡2， 所述兩透鏡位于同一光軸上，所述第一透鏡1和第二透鏡2均為彎月型透鏡，所述第一透 鏡1為凸面背著光線入射方向彎曲的彎月型透鏡，且第一透鏡1為擴(kuò)束鏡，可將激光的光束 擴(kuò)束倍數(shù)達(dá)10倍；所述第二透鏡2為凸面向著光線出射方向彎曲的彎月型透鏡，且第二透 鏡2為準(zhǔn)直鏡，可將入射的激光光束平行射出；所述第一透鏡1和第二透鏡2之間的距離為 d2,185mm 彡 d2 彡 215mm。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)束裝置，包括第一透鏡和第二透鏡，其特征在于，所述第一透鏡和第二透鏡 位于同一光軸上，所述第一透鏡為凸面背著光線入射方向彎曲的彎月型透鏡，所述第二透 鏡為凸面向著光線出射方向彎曲的彎月型透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間的距離為 d2，d2的大小為185mm彡d2彡215mm ；且所述第一透鏡為擴(kuò)束鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述第一透鏡的擴(kuò)束倍數(shù)為10倍。
3.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述第二透鏡為準(zhǔn)直鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述第一透鏡具有曲率半徑為Rl的第 一曲面Sl和曲率半徑為R2的第二曲面S2 ；所述第二透鏡具有曲率半徑為R3的第三曲面S3 和曲率半徑為R4的第四曲面S4;其中第一曲面Sl的曲率半徑Rl的期望值為172mm、第二 曲面S2的曲率半徑R2的期望值為10mm、第三曲面S3的曲率半徑R3的期望值為-1500mm、 第四曲面S4的曲率半徑R4的期望值為-170mm，曲率半徑附、1 2、1 3、和R4的公差不超過各 自期望值的5%。
5.如權(quán)利要求4所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述第一透鏡光軸上的中心厚度dl的 期望值為2mm，所述準(zhǔn)直鏡光軸上的中心厚度d3的期望值為5. 3mm,中心厚度dl和d3的公 差不超過各自期望值的5%。
6.如權(quán)利要求4所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束鏡的材料Ndl Vdl的期望 值為1.5/68，所述準(zhǔn)直鏡的材料Nd2 Vd2的期望值為1.8Λ5，光學(xué)材料Ndl Vdl和 Nd2 Vd2的公差不超過各自期望值的5%，其中Ndl表示所述擴(kuò)束鏡的材料在波長λ = 587. 6nm的d線處的折射率，Vdl表示所述擴(kuò)束鏡的材料在波長λ = 587. 6nm的d線處的 阿貝數(shù)，Nd2表示所述準(zhǔn)直鏡的材料在波長λ = 587. 6nm的d線處的折射率，Vd2表示所述 準(zhǔn)直鏡的材料在波長λ = 587. 6nm的d線處的阿貝數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述第一曲面Si、第一曲面S2、第一曲 面S3和第一曲面S4均鍍增透膜。
8.一種激光演示系統(tǒng)，其特征在于，所述激光演示系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1至7任一項所 述的擴(kuò)束裝置，所述第二透鏡的輸出光路上設(shè)有至少一個反射鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的激光演示系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡為兩個，分別為第一反 射鏡和設(shè)于所述第一反射鏡反射光路的第二反射鏡，所述第一反射鏡和第二反射鏡均為平 面反射鏡。
10.如權(quán)利要求8或9所述的激光演示系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡的反射面均鍍反射膜。
全文摘要
本發(fā)明適用于激光演示和景觀照明，提供了一種擴(kuò)束裝置，其包括第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡和第二透鏡位于同一光軸上，所述第一透鏡為凸面背著光線入射方向彎曲的彎月型透鏡，所述第二透鏡為凸面向著光線出射方向彎曲的彎月型透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間的距離為d2，d2的大小為185mm≤d2≤215mm；且所述第一透鏡為擴(kuò)束鏡。經(jīng)由本擴(kuò)束裝置出射的激光束平行且直徑適合戶外激光演示，遠(yuǎn)射距離l≈5～20km。平行光束經(jīng)所述第一反射鏡反射后可在空間垂直方向180°范圍內(nèi)任意掃射。平行光束經(jīng)所述第二反射鏡反射后可在空間水平方向360°范圍內(nèi)任意掃射，同時利用各種顏色的激光，便可在天空形成五彩斑斕的景象，美化城市夜景。
文檔編號G02B27/09GK102109679SQ20091018933
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者周朝明, 李家英, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司