光学焦点光强分布调节系统 技术领域：
本发明涉及光强分布调节系统，特别是一种光学焦点光强分布调节系统。主要用于光存储系统、暗场光学显微镜、光镊子等光学系统。
技术背景：
光学焦点光强分布对一些光学系统是十分重要的。例如，在光存储光学系统中，高储密信息存度要求系统中的光学焦点要小，并且希望具有较大焦深。在暗场光学显微镜中，要求焦点光斑的光强分布均匀、对称。在光陷阱系统中，需要光强分布不均匀，可以产生光梯度力，形成稳定的光陷阱。在先技术中，存在一种调节焦点光强分布的方法，此方法是利用相位光阑来调节焦点光强分布(参见论文“High focal depth witha pure-phase apodizer”，Appl.Opt.40，p5658-5662，2001年)。尽管在先技术中的光学焦点光强分布调节方法具有一定的优点，但是，仍然存在不足：1)光能量利用效率低，光能损失较大；2)焦点光强度分布不便于调节。
发明内容：
本发明要解决的问题在于克服了上述在先技术的不足，提供一种光学焦点光强分布调节系统，它具有光能利用率高和光强分布便于调节的特点。
本发明的基本思想是：采用第一锥形透镜将入射光束转化为发散环形光束。与第一锥形透镜同轴，顶点相对地置有第二锥形透镜，第二锥形透镜将发散的环形光会聚，形成准直的环形光束，而后由物镜会聚形成焦点，通过改变两个锥形透镜的间距，可以改变环形光束大小，从而实现焦点光强分布的调节。
本发明的技术解决方案如下：
一种光学焦点光强分布调节系统，其特征在于该聚光系统成轴对称分布，其对称轴与光轴O1O2重合。光轴O1O2上依次置有光源、第一锥形透镜、第二锥形透镜和物镜，所述的第二锥形透镜与第一锥形透镜顶点相对，所述的第一锥形透镜的平面为光束的入射面，用于固定保护第一锥形透镜的前端外壳和固定保护第二锥形透镜的后端外壳活动连接。
所述的对称轴与光轴O1O2重合物镜可以采用商用物镜和自行设计的物镜。
所述的前端外壳和后端外壳可以通过螺纹活动连接；或者套筒式连接，用定位销固定。
所述的光学焦点光强分布调节系统中，可以实现光学焦点光强分布地自动调节，方案是将一维可控平台的运动部件与后端外壳相固定，一维可控平台的控制接口上连有控制器。
所述的一维可控平台的运动部件可以与后端外壳或者前端外壳连接。
本发明的光学焦点光强分布调节系统使用时，光源发出的照明光沿着光轴O1O2射入第一锥形透镜，光束被第一锥形透镜折射成发散圆环光束；再经过第二锥形透镜，第二锥形透镜将发散的环形光会聚，形成准直的环形光束，而后由物镜会聚形成焦点。调节前端外壳和后端外壳来改变两个锥形透镜的间距，可改变环形光束大小，实现焦点光强分布的调节。在使用自动方案时，一维可控平台的运动部件与后端外壳相连，控制器通过一维可控平台的控制接口控制运动部件移动，从而带动第二锥形透镜在轴向运动，改变两锥形透镜的间距，实现焦点光强度的分布。
与在先技术相比，本发明的主要优点是：
1)采用顶点相对放置的两个同轴锥形透镜，将入射光束转化为环形光束，再经过物镜会聚，提高了照明光的利用效率。
2)改变两锥形透镜的间距来调节焦点光强分布，调节方便。
3)系统结构简单、紧凑，可以实现自动调节。
附图说明：
图1是本发明光学焦点光强分布调节系统的第一实施例系统示意图。
图2是本发明光学焦点光强分布调节系统的第二实施例系统示意图。
图3是本发明光学焦点光强分布调节系统的可以得到的部分焦点光斑光强分布示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1
图1是本发明光学焦点光强分布调节系统的第1实施例示意图。整套聚光系统成轴对称分布，对称轴与光轴O1O2重合。光轴O1O2上依次置有光源1、第一锥形透镜3、第二锥形透镜4和物镜6。第二锥形透镜4与第一锥形透镜3的顶点相对。所述的第一锥形透镜3的平面为光束的入射面。用于固定、保护第一锥形透镜3的前端外壳2和固定、保护第二锥形透镜4的后端外壳5通过其螺纹活动连接。在使用时，光源1的照明光沿着光轴O1O2射入第一锥形透镜3，光束被第一锥形透镜3折射成发散圆环光束；再经过第二锥形透镜4，该第二锥形透镜4将发散的环形光会聚，形成准直的环形光束，而后由物镜6会聚形成焦点。转动前端外壳2或后端外壳5调节第一锥形透镜3和第二锥形透镜4的间距，可改变环形光束大小，实现了焦点光强分布的调节。
实施例2
图2是本发明光学焦点光强分布调节系统的第2实施例示意图。本实施例光学焦点光强分布调节系统成轴对称分布，对称轴与光轴O1O2重合。光轴O1O2上依次置有光源1、第一锥形透镜3、第二锥形透镜4和物镜6。第二锥形透镜4与第一锥形透镜3顶点相对。用于固定、保护第一锥形透镜3的前端外壳2和固定、保护第二锥形透镜4的后端外壳5为筒式活动连接。一维可控平台8的运动部件801与后端外壳5相连。一维可控平台8的控制接口802连接控制器7。本实施例中一维可控运动部件采用的是卓立汉光公司的超薄型电控平移台，型号TSA50C，控制器采用计算机。
本实施例光学焦点光强分布调节系统使用时，光源1发出的照明光束沿着光轴O1O2射入第一锥形透镜3，光束被第一锥形透镜3折射成发散圆环光束；第二锥形透镜4将发散的环形光会聚，形成准直的环形光束，而后由物镜6会聚形成焦点。控制器7通过一维平台8的控制接口802控制运动部件801移动，从而带动第二锥形透镜4沿轴向运动，改变锥形透镜间距，实现焦点光强度的分布。
图3为本发明两个实施例可以得到的部分焦点光斑的强度分布图。