[发明专利]一种单个椭球面扩束透镜

摘要

本发明公开了一种单个椭球面扩束透镜，该椭球面透镜由前后两个椭球面、垂轴圆环平面和圆柱侧面所围成，所述椭球面透镜关于其中心轴旋转对称。只用一片椭球面透镜就可以实现扩束功能，大大简化了扩束系统的结构，也使输出光束光斑的均匀性大大提高。该椭球面透镜的扩束比为17.40，输入光束的最大半径为5 mm，输出光束的最大半径为87 mm。该椭球面扩束镜的材料是SK2玻璃，折射率等于1.600。

主权项

1.一种用于扩束的单个椭球面透镜，其特征在于：椭球面透镜由第一椭球面(1)、第二椭球面(2)、垂轴圆环平面(3)和侧面(4)所围成，所述椭球面透镜关于其中心轴旋转对称；光束半径为r的平行入射光束，沿光轴入射到第一椭球面(1)上，经第一椭球面(1)第一次折射后照射到第二椭球面(2)上，再经第二椭球面(2)第二次折射后平行于光轴出射，出射光束半径R，R>r，实现光的扩束；逆光路为缩束；所述第一椭球面(1)应满足下列公式的要求：其中：0≤h≤5.75mm，所述第一椭球面(1)的最大球差为10^‑15mm数量级，在玻璃中焦距为12mm；所述第二椭球面(2)应满足下列公式的要求：其中：0≤h≤95mm，所述第二椭球面(2)的最大球差为10^‑14mm数量级，在玻璃中焦距为209mm；所述第一椭球面(1)与所述第二椭球面(2)在玻璃中的焦点重合，所述第一椭球面(1)的顶点与所述第二椭球面(2)的顶点之间的距离为221mm；平行于光轴入射到第一椭球面(1)上的最大光束半径为r_max＝5mm，最大出射光束半径为87mm；所述椭球面透镜的垂轴圆环平面(3)的内外半径分别为5.75mm和95mm，垂轴圆环平面的位置在x＝6.86mm处；所述椭球面透镜的材料为SK2玻璃，其折射率为1.60。