具备自动温度补偿的高功率激光器扩束镜系统

摘要

一种具备自动温度补偿的高功率激光器扩束镜系统，可依据扩束腔温度实时调节各透镜间距，有效保证激光器使用过程中的光束稳定性（扩束后的光斑直径及其平行度）。它包括温度传感器，直线轴承，扩束透镜，电磁铁及弹簧，控制系统等核心部件，可实时检测腔体温度并对环境或激光器发热导致的腔体变形进行补偿，进而稳定扩束透镜之间的距离，本发明能显著提高扩束系统的扩束精度以及光束稳定性，且控制精度以及自动化程度极高。

主权项

一种具备自动温度补偿的高功率激光器扩束镜系统，它包括透镜Ⅰ（5）、透镜Ⅱ（12）、透镜Ⅲ（17）和扩束腔体（13），透镜Ⅰ（5）与透镜Ⅱ（12）用于扩束，透镜Ⅲ（17）用于输出准直平行光束，其特征是所述的扩束腔体（13）的大端通过螺柱Ⅱ（24）与第一直线轴承外圈（20）及过渡支架（23）相连，透镜Ⅲ（17）通过压环Ⅲ（16）和轴套Ⅲ（18）安装在第一直线轴承内圈（19）的凹孔内，第一直线轴承内圈（19）通过滚珠Ⅱ（15）与第一直线轴承外圈（20）连接，形成第一直线轴承；扩束腔体（13）将电磁铁Ⅱ（14）压紧于过渡支架（23）的凹孔内，弹簧Ⅱ（22）的一端定位在过渡支架（23）的凹孔内，弹簧Ⅱ（22）的另一端定位在第一直线轴承内圈Ⅱ（19）的凹孔内；扩束腔体（13）的小端通过螺柱Ⅰ（7）与第二直线轴承外圈（1）相连，在扩束腔体（13）的小端上的凹孔中还安装有电磁铁Ⅰ（8），透镜Ⅰ（5）安装在第二直线轴承内圈（2）中，第二直线轴承内圈（2）和第二直线轴承外圈（1）之间安装有滚珠Ⅰ（6），弹簧Ⅰ（9）的一端与第二直线轴承内圈（2）的凹孔相抵，另一端与安装电磁铁Ⅰ（8）的凹孔相抵；透镜Ⅱ（12）安装在扩束腔体（13）的小端中；在第二直线轴承内圈（1）、第一直线轴承内圈（19）、扩束腔体（13）以及过渡支架（23）中均安装有温度传感器（21），各温度传感器（21）分别采用导线与A/D转换器（25）端连接，电磁铁Ⅰ（8）、电磁铁Ⅱ（14）以及A/D转换器（25）与控制器（26）电气连接；控制器（26）与计算机（27）相连。