形成光图像的方法及装置、以及光镊子装置制造方法及图纸

使用相位调制型的空间光调制器（１２）相位调制读出光（２６），傅立叶变换该被相位调制的读出光（２６）并在输出面（２４）上成像而形成光图像。通过该方法，来使包含在被相位调制的读出光（２６）中的零次光在输出面（２４）上模糊。通过使零次光模糊来降低输出面（２４）上的零次光的亮度。由于不遮断零次光，因此，光图像的形状不受限制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用空间光调制器进行的光图像的形成。
技术介绍
对于作为相位调制型的空间光调制器PAL-SLM(Parallel AlignedNematic Liquid Crystal Spatial Light Modulator平行排列型的向列型液晶空间光调制器)的应用来说，有以高光利用效率(理论上几乎为100％)作成二次元的光图像的光图像形成(波面整形)技术。现在，光图像形成技术在激光加工和光镊子(pincette)领域受到注目。在激光加工领域中，可以将光图像形成技术应用于刻印任意图像的激光刻印或者在光镊子等粒子捕捉领域中应用于多点控制。如果通过PAL-SLM调制读出光的相位，并傅立叶变换该调制光而形成光图像，那么，在该光图像上，除了与相位调制相应的期望的图像外，不受到相位调制影响的零次光也表现出来。零次光出现的原因是，起因于PAL-SLM的MTF(调制传达函数)或面精度的影响而产生与理想的相位调制的错位。因为零次光为干扰，所以，一般认为其成为在光图像形成的应用区域中的问题。例如，在激光加工应用中，零次光的部分受到强加工，或者，在光镊子应用中，在零次光的部分捕捉到试料。因此，在(日本专利)特开2001-272636号公报中，为了遮断零次光，公开有一种在光路上配置零次光用的遮断板的方法。在(日本专利)特开平7-28085号公报中，提出了这样的方法即，在PAL-SLM的光地址部，在零次光射入的位置设置非感应部分的方法。
技术实现思路
然而，根据上述方法能够形成的光图像的形状，被限制为从零次光充分地分离的形状。这是因为如果目标光图像接近零次光或者与零次光重叠，则与零次光一起被遮断到光图像，从而会损坏光图像的形状。本专利技术鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种不会限制光图像的形状，可降低零次光的光图像形成方法及装置、以及光镊子装置。本专利技术的第一方面的光图像形成方法，包括生成读出光的步骤；使用相位调制型的空间光调制器，调制前述读出光的相位的步骤；和傅立叶变换该被调制的读出光，使该被傅立叶变换的读出光在输出面上成像的步骤。该方法的特征在于使包含在被傅立叶变换的读出光中的零次光在输出面上模糊。使被傅立叶变换的读出光在输出面上成像的步骤，也可以包括通过使零次光在与输出面不同的面上成像，使零次光在输出面上模糊的步骤。调制读出光的相位的步骤，也可以包括将相位图像输入空间光调制器，将读出光向空间光调制器照射，根据该相位图像调制读出光的相位的步骤。使傅立叶变换的读出光在输出面上成像，也可以包括使用透镜进行傅立叶变换。输出面也可以配置在从该透镜的焦平面对该透镜的光轴平行地错开的位置。在调制读出光的相位之前，也可以进一步包括在与光图像对应的主相位图像上添附具有透镜效果的副相位图像而作成相位图像的步骤。该副相位图像也可以是菲涅耳带图像。在第一方式中，调制读出光的相位的步骤，包括对平面波给予特定的波面弯曲而生成读出光的步骤，作成相位图像的步骤包括将补正波面弯曲的相位图像添附在主相位图像以及副相位图像上而作成相位图像的步骤。在另一方式中，调制读出光的相位的步骤，包括对平面波给予特定的波面弯曲而生成读出光的步骤，本专利技术的方法还可以包括在调制读出光的相位之前，在与光图像对应的主相位图像上添附补正波面弯曲的副相位图像来作成相位图像的步骤。从平面波生成的读出光具有与波面弯曲对应的相位分布，作成相位图像的步骤还可以包括反转该相位分布的符号来作成副相位图像的步骤。另一方面，本专利技术涉及一种光图像形成装置。该光图像形成装置包括发出读出光的发光装置；调制该读出光的相位的相位调制型的空间光调制器；和傅立叶变换被空间光调制器调制的读出光，使该被傅立叶变换的读出光在输出面上成像的透镜。该装置的特征在于在输出面上，使包含在被傅立叶变换的读出光中的零次光模糊。本专利技术的装置，也可以通过使零次光在与输出面不同的面上成像，来使零次光在输出面上模糊。本专利技术的装置，也可以还包括作成控制空间光调制器的调制的相位图像，并将该相位图像输入空间光调制器的控制装置。相位图像也可以控制调制，使得输出面从所述透镜的焦平面相对于该透镜的光轴平行地错开。控制装置也可以在与光图像对应的主相位图像上添附具有透镜效果的副相位图像而作成相位图像。该副相位图像也可以为菲涅耳带图像。发光装置也可以对平面波给予特定的波面弯曲而生成读出光。控制装置也可以将补正该波面弯曲的相位图像添附在主相位图像和副相位图像上，而作成所述相位图像。控制装置也可以将相位图像作为电气图像信号而输入到空间光调制器。空间光调制器也可以包括显示与该图像信号对应的光学像的液晶显示装置、对该液晶显示装置照射照明光并投影该光学像的照明装置和接受读出光及被投影的光学像，和接受读出光以及投影的光学像并根据被投影的光学像的强度分布来调制读出光的相位的调制元件。本专利技术的装置，还可以包括在与光图像对应的主相位图像上添附补正特定的波面弯曲的副相位图像作成所述相位图像，并将该相位图像输入到空间光调制器的控制装置。发光装置也可以对平面波给予波面弯曲而生成读出光。从平面波生成的读出光具有与波面弯曲对应的相位分布。控制装置也可以反转该相位分布的符号而作成副相位图像。再者，本专利技术涉及上述光图像形成装置的光镊子装置。该光镊子装置将通过光图像形成装置形成的光图像照射试料，能够捕捉到该试料。本专利技术不遮断零次光，在输出面上使零次光模糊，因此，可以不限制光图像的形状，降低零次光。附图说明图1是表示第一实施方式的构造的示意图。图2表示的是比较例中的CGH以及光图像。图3表示的是具有透镜效果的相位图像。图4表示的是第一实施方式中的CGH以及光图像。图5是表示与相位图像相应的输出面的位置的示意图。图6是表示第二实施方式的构造的示意图。图7表示的是比较例以及以第二实施方式形成的光图像。图8是表示第三实施方式的构造的示意图。图9是表示波阵面应变(波面歪み)补正图像。图10表示的是第四实施方式中的CGH以及光图像。图11是表示第五实施方式的构造的示意图。图12表示的是比较例以及以第五实施方式形成的光图像。具体实施例方式下面，参照附图详细地说明本专利技术的实施方式。其中，在附图的说明中，对同一要素标注同一符号，并省略重复的说明。第一实施方式图1是表示涉及本专利技术的第一实施方式的光图像形成装置10的构造的示意图。光图像形成装置10包括空间光调制器12、控制装置14、读出光源16、光束扩展器18、校准(collimator)透镜20和傅立叶变换透镜22，可以在输出面24上形成期望的二次元的光图像。空间光调制器12是电气地址型的相位调制型空间光调制器的一个例子，被称为PPM(Programmable Phase Modulator可编程相位调制器)。空间光调制器12包括写入光源30、透过型LCD(Liquid CrystalDisplay液晶显示器)32、成像透镜34和PAL-SLM(Parallel-AlignedNematic Liquid Crystal Spatial Light Modulator平行排列型的向列型液晶空间光调制器)36。写入光源30将具有一样的二次元强度分布的平面波的写入光38照射在LCD32上。写入光源30例如由激光元件和校准从该激光元件发出的相干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光图像形成方法，其特征在于，包括：生成读出光的步骤；使用相位调制型的空间光调制器，调制所述读出光的相位的步骤；和傅立叶变换该被调制的读出光，使该被傅立叶变换的读出光在输出面上成像的步骤，其中，在所述输出面 上，使包含在所述傅立叶变换的读出光中的零次光模糊。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：福智升央，伊崎泰则，井上卓，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]