一体化透镜阵列光束整形系统设计

半导体激光器在激光扫描中得到了广泛应用,但由于其快慢轴发散角差异较大,需要进行光束整形。为提高线阵半导体激光器的光束均匀性,并满足小型扫描成像系统的微型化需求,提出一体化透镜阵列光束整形系统设计方案。系统采用一体化非球面透镜对高斯光束进行整形,快轴进行准直,慢轴进行扩束,能够获得高长宽比、光强均匀分布的线光束。理论分析一体化非球面透镜阵列进行准直扩束的原理,依据费马原理确定系统初始结构参数。利用光学设计软件对系统进行仿真优化,得到快轴发散角为2.8 mrad、慢轴发散角为48.93°(长宽比为325)、能量利用率为88.79%、能量均匀度为94.51%的线光束。结果表明,此方法整形效果理想、结构简单、体积小,符合未来光束整形系统微型化的发展趋势。