一字线输出激光器
一字线激光器定义
通过光学整形将点状激光光束转换为高均匀度直线光束输出的激光器。其核心在于生成一条清晰、稳定、均匀的直线光斑,广泛应用于工业检测、精密定位、机器视觉等领域。
光束转换的手段及原理
1.柱透镜:柱透镜一面为平面,一面为圆柱面。柱透镜只在一维方向对点光源进行简单整形,将准直的激光束转换为线光束。高斯光斑入射时,其线型光斑能量分布为中心强两边弱,均匀性比较差。

柱透镜激光一字线
2.柱透镜阵列:柱透镜阵列由相同间距的柱透镜组成,相比于传统的柱透镜,它可以在实现线型光斑的同时使光源能量沿扩展方向均匀化。 配合透镜使用时,能够通过先微分后积分的方式获得边缘锐利的匀化线型光斑。用于获得精度较高的线型光斑,在激光线以中心对称的80%范围内,均匀性>90%,是CNI一字线激光器较常使用的方法。
3.鲍威尔棱镜:鲍威尔棱镜将准直光束扇形展开成一维激光直线,其顶部为非球面曲面,通过对透镜表面曲率的精确操控,大幅增大球差,减少中心区域的光强,增大线型光斑两端的光强,从而使得准直入射的高斯光经过鲍威尔棱镜后光强能够均匀分布。其能产生能量较为均匀的线型光斑,消除高斯光束的中心热点和褪色边缘分布。在激光线以中心对称的80%范围内,均匀性>70%,是CNI一字线激光器较常使用的方法。

鲍威尔棱镜激光一字线
4.一字镜光栅片
一字镜光栅片,成本低廉但是线均匀性差,有断点。市场上较低价格的产品一般使用这种一字线发生器。

一字镜光栅片激光一字线
一字线激光器的主要参数
1、扇角
扇角的大小和工作距离、一字线的线长有关。常规标准有10度、15度、30度、45度、60度、75度、90度等,特殊度数可定制。
2、线均匀性
激光一字线激光器的线均匀性一般指强度分布与给定区域内平均强度值的比值,新产业根据多年客户配合经验对这一指标进行了严格的定义,将线束功率均匀度(Pavg)按照如下公式表达。采用严谨的测试手段,用高精度功率计配合狭缝,对整条投影线进行扫描、对各点功率进行积分。通过分析取得的数值来定义(Pmax)和(Pmin),从而保障了(Pavg)的精确性。


这种更严格的定义能够对指标进行量化,通过挑选合适的功率均匀度的产品,来满足不同的使用需求。与此同时,满足这一规范能够帮助保持产品的高度一致性,这使系统构建商可以更轻松地校准其产品并保持一致的性能。
3、直线度偏差(误差)
激光线线长范围内强度中心位置偏差最大值Dx与线长L的比值。直线度=Dx/L×100%。长春新产业的一字线激光器直线度最优可满足≤0.1%。


4、线宽
采用国际通用的方法,按1/e2计算。CNI一字线激光器最小线宽可达5µm。

5、景深
激光在焦距位置(常用的工作距离位置)线宽最小,设为ω0。在ω0前后位置光斑增加到 ω0的两点之间的距离±ZR ,就是线宽对应的景深。

典型一字线激光器
典型应用
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