| 主权项 |
1.一种使用楔型物之绕射型光束均化器光学系统, 其特征为其系具有前面和后面,前面或后面上具有 有限的阶层厚度,有纵横排列的像素,使光束绕射, 在像面上将能量转换成任意分布的绕射型光束均 化器,其中前面和后面不平行,整体上倾斜有限的 角度。 2.如请求项1之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中以像素尺寸为d,则赋予相邻像素高度 差的平均値s为s=dtan。 3.如请求项1之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中射入光束均化器的光束的能量密度为 高斯分布。 4.如请求项1之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中像面上的能量密度为均匀强度分布。 5.如请求项1之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中设入射光束的直径为D,均化器和像面 的距离为L,从均化器中心预定像面的角度为,折 射率为n,则前面和后面的倾斜角为≧{+(D/L)} /(n-1)。 6.一种使用楔型物之绕射型光束均化器光学系统, 系配置有一绕射型光束均化器以及在光束均化器 之前侧或后侧改变光轴角度之元件者,其中该绕射 型光束均化器为其前面和后面平行,前面或后面具 有有限的阶层厚度,有纵横排列的像素,使光束绕 射,在像面上把能量转换成任意分布者。 7.如请求项6之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中改变光轴角度之元件的前面和后面不 平行,为整体倾斜有限角度之平面基板。 8.如请求项6之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中射入光束均化器的光束能量密度为高 斯分布。 9.如请求项6之使用楔型物之绕射型光束均化器光 学系统,其中像面上的能量密度为均匀强度分布。 图式简单说明: 图1系利用先前的平行平板DOE绕射能量密度为高斯 分布的雷射光束,以能量均匀的光束照射在像面的 均化器光学系统之简略构造图。 图2系用于说明如果DOE上有级差误差,则产生零次 光,由于零次光和绕射光的干涉,像面上的光量分 布不均匀,空间上有大幅波动之均化器光学系统之 构造图。 图3系用于说明利用非平行平板DOE,而是利用厚度 发生变化的楔型DOE,使雷射光束绕射,在像面上形 成均匀光的本发明之均化器光学系统之简略构造 图,以及用于说明在使用本发明之楔型DOE时,因为 零次光以与绕射光分离的光程传送,所以零次光和 绕射光不干涉之光学系统构造图。 图4系用于说明本发明之实施例1中计算楔型物之 角度之说明图。 图5系显示本发明之实施例1中,设计制造无级差误 差的DOE之相位分布之平面图。1个条纹表示1个波 长的相位变化。 图6系本发明之实施例1中,藉由设计制造成无级差 误差之DOE进行绕射,投影在像面上的光束能量密度 图。 图7系本发明之实施例1中,藉由设计制造成无级差 误差之DOE绕射的像面上的绕射光束的x轴上的能量 密度图形和y轴上的能量密度图形。 图8系本发明之实施例1中,藉由设计制造成有级差 误差之DOE进行绕射,投影在像面上的光束能量密度 图。 图9系本发明之实施例1中,藉由设计制造成有级差 误差之DOE绕射的像面上的绕射光束的x轴上的能量 密度图形和y轴上的能量密度图形。 图10系显示没有级差误差之先前平行平板型DOE之 相位分布之平面图。1个条纹表示1个波长的相位 变化。 图11系藉由没有级差误差的先前平行平板型DOE所 绕射的像面上的绕射光束的x轴上的能量密度图形 和y轴上的能量密度图形。 图12系藉由有级差误差的先前平行平板型DOE所绕 射的像面上的绕射光束的x轴上的能量密度图形和 y轴上的能量密度图形。 图13系显示前后面形成倾斜角的楔型玻璃块上 射入平行光束时,向与轴线成的方向折射之图示 。 图14系用于表示如下疑问之图示:平行光束射入至 使前后面为倾斜角的楔型分割成厚度以阶梯形 变化、有平行顶面之像素单位的玻璃块时,若只考 虑折射,则存在直行的平行光束,其为零次光吧 图15系显示倾斜角为,像素尺寸为d,用s=dtan决 定相邻像素之级差,从相邻像素之对应点射出的几 个光的波面之图示。系说明在同一波面中使光程 差为0者称为零次光,光程差为波长的m倍者称为m次 光的图示。 图16系显示对应于3个玻璃块之具有倾斜面、在某 一范围内形成缩小的能量均匀的光之本发明之DOE 的3个功能之图示。 图17系表示对应具有倾斜面、在某一范围内形成 缩小的能量均匀的光之本发明之DOE的3个功能之3 个玻璃块中,倾斜面块原封不动,逆倾斜块离散为 具有变化低于1个波长厚度的像素,具有聚光性均 匀性的玻璃块离散为具有变化低于1个波长厚度的 像素者之说明图。重叠该等,则能直观地看到图5 上的对应。 图18系用于说明尽管在相邻像素中从对应点射出 的没有光程差的光束方向为零次光的中心角(= o)之方向,但是从对应点以外的2点射出的没有光 程差的光束从方向射出,的最小値min大约为 o的一半之图示。 图19系用于说明从DOE中心所看到的绕射光扩展角 为时,因为对于零次光光轴之最小角为/2,为了 绕射光和零次光不重叠,必须L+D≦L之图示。 图20系利用平行平板DOE和有机型的机型块的组合, 绕射雷射光束,使零次光和绕射光在像面上不干涉 的实施例2之光学系统构造图。图20(a)为没有级差 误差之情形,不存在零次光。虽然图20(b)为有级差 误差之情形,存在零次光,但是在像面上与绕射光 分离,不干涉。 图21系用于计算成为平行平板DOE和有楔型之楔型 块之组合的本发明之实施例2中楔型角度之说明 图。图21(a)显示藉由平行平板DOE的绕射光方向为 斜上方。图21(b)显示在DOE前面放置楔型玻璃块, 使绕射光直行,零次光斜向变向者。图21(c)系显示 DOE和楔型块上的光线的变向之图。 图22系显示本发明之实施例2中,设计制造成无级差 误差之DOE之相位分布之平面图。1个条纹表示1个 波长的相位变化。 图23系本发明之实施例2中,藉由设计制造成无级差 误差之DOE进行绕射,在像面上投影的光束能量密度 之图示。 图24系本发明之实施例2中,藉由设计制造成无级差 误差之DOE绕射之在像面上的绕射光束的x轴上的能 量密度之图形和y轴上的能量密度之图形。 图25系本发明之实施例2中,藉由设计制造成有级差 误差之DOE进行绕射,投影到像面上的光束能量密度 之图示。 图26系本发明之实施例2中,藉由设计制造成有级差 误差之DOE绕射之在像面上的绕射光束的x轴上的能 量密度之图形和y轴上的能量密度之图形。 |
