利用透明块缩小光斑制造技术

用于缩小光斑的装置，包括第一相干性降低元件，它具有由一组第一透明部件组成的第一阵列，第一透明部件被设置为各自接收入射在第一透明元件上的准直光束的不同的第一部分，第一透明部件相对于穿过其中的光束各自产生至少两种不同的光程，并输出相应的第一部分作为各自第一准直子光束。该装置还包括第二相干性降低元件，它具有由一组第二透明部件组成的第二阵列，第二透明部件被设置为接收所述光束中的每个第一准直子光束的各自不同的第二部分，第二透明部件相对于穿过其中的光束各自产生至少两种不同的光程，并输出相应的第二部分作为各自第二准直子光束。该装置还包括一光合成器，用于将第二准直子光束合成为一准直输出光束。

Reduction of spot with transparent blocks

Apparatus for reducing speckle, including a first coherence reducing component, it has a first array consisting of a first transparent member, a first transparent member is provided for each receive a collimated light beam incident on the first transparent element on the different parts of the first part, the first transparent relative to each other to produce at least two different path therethrough the first part of the output beam, and the corresponding as their first collimated sub beams. The device also includes a second coherence reducing component, it has second array composed of a set of second transparent parts, second transparent member is configured to receive the light in each of the first collimated sub beams of second different parts, second transparent parts relative to each other to produce at least two different optical path through the beam, and the second part of the corresponding output as the respective second collimated sub beams. The device also includes a light synthesizer for synthesizing a second collimated sub beam into a collimated output beam.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及相干辐射光源，特别涉及由该光源产生的光斑的缩小。
技术介绍
由粗糙表面的反射或透射而散射的相干光在远离该粗糙表面处形成干涉图案。观测该图案，肉眼看见在颗粒状图案中的暗区和亮区，这就是光斑。光学系统的强度检测器也可检测到该光斑，而且，称为光斑的对比度的测量通常为强度涨落的均方根与平均强度的比率的函数。由该光斑产生的变化的强度可对以例如激光器的相干光源进行的测量带来不利的影响，迫使该光斑缩小或消除。Wang等人的美国专利6，367，935，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了用于消除扫描激光投影仪中的图像光斑的系统。相位全息图将投影仪的照明光束分为部分光束。这些部分光束各照亮屏幕区域的一部分，并产生移动的光斑图案。组合这些不同的图案以均化强度，该均化过程清除了光斑。Kurtz等人的美国专利6，577，429，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了一种激光投影显示系统。该系统包括电可控的缩小光斑调制器，其通过为该系统的入射光提供局部随机相位变化来缩小光斑。Karpol等人的美国专利6，798，505，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了一种用于物品检测的系统，该物品检测包括用于缩小在检测过程中出现的光斑的方法。 光纤束设置在相干光束的光路中，且该光纤束输出具有降低了相干性的多束发散光束。Tsikos等人的美国专利6，830，189，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了以平面激光束对目标的照射。高分辨率控制系统修改了相干光束的波前的相位。从而该光束产生大量可在空间和/或时间上被均化以缩小所观测的光斑的光斑图案。Sirat的美国专利6，169，634，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了用于将准直相干光束转变为非相干光束的系统。由通过光学部件的不同单元的不同数量延迟该光束的不同部分。由该光学部件引入的不同的延迟超过了该光束的相干长度。
技术实现思路
在本专利技术的实施例中，用于缩小光斑的装置包括连续设置的第一和第二相干性降低元件。所述第一元件包括由第一透明部件组成的第一阵列。所述第一部件接收入射在所述第一元件上的光束的不同的相应的(different respective)第一部分、使所述第一部份穿过由所述第一部件产生的至少两种不同的光程、并输出所述第一部分作为相应的第一基本准直的子光束。通常所述入射光束是基本上相干的，通过所述装置降低所述相干性。每一所述第一子光束入射在所述第二相干性降低元件上，该第二相干性降低元件包括由第二透明部件组成的第二阵列。所述第二部件接收每一所述第一子光束的不同的相应的第二部分、使所述第二部分穿过由所述第二部件产生的至少两种不同的光程，并输出所述第二部分作为相应的第二基本准直子光束。连续设置这两个元件使所述元件的相干性降低效应倍增，并且与射入所述第一元件的相干程度相比较，显著地降低了从所述第二元件输出的光的相干程度。可提供光合成器以组合所述第二子光束并将该组合输出为一束输出光束，该输出光束通常为准直的输出光束。通过将穿过不同光程的多束子光束组合在一起，与输入光束的相干程度相比，该装置进一步降低了输出光束的相干程度，并由此降低了光斑的影响。入射相干光束通常由单模或多模激光器产生。在后者情况下，可将漫射片置于所述激光器和所述部件之间以保证所有横模都入射在所述第一相干性降低元件的所有部件上。通常，所述光束具有相干长度，并选择由所述第一和第二阵列产生的光程以使每一第二子光束与其它第二子光束至少部分不相干。在一些实施例中，由第一阵列产生的光程，和/或由第二阵列产生的光程，等于或大于所述相干长度，因此每一第二子光束与其它第二子光束不相干。在一个实施例中，所述透明部件由相同材料的盒状块形成。这些块通常具有不同的长度和基本相似的横截面尺寸。本专利技术的实施例中·通过连续设置所述相干性降低元件，由少量具有不同光程的部件产生大量不同延迟的子光束。·光束准直和偏振方向得到保持。·具有非常低的能耗，因此对装置的元件基本上没有损伤。·该装置设计很简单并且基本上无需光学对准。附图说明从下面的结合附图详细说明本专利技术的实施例可更充分地了解本专利技术，下面为对该附图的简短说明。图1为根据本专利技术实施例的光斑缩小装置的初始部分的示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的图1的光斑缩小装置的相干性降低元件的部件的设置的一些例子；图3A示意性地示出了根据本专利技术实施例的在图1的初始部分中使用的两个透射阵列，图3B为这两个阵列的示意性透视图，图4为根据本专利技术实施例的在图1的光斑缩小装置中使用的光合成器的示意图；图5为根据本专利技术实施例的图1的光斑缩小装置的可选的初始部分的示意图；以及图6为根据本专利技术实施例的图1的光斑缩小装置的另一可选的初始部分的示意图。具体实施例方式现在参照图1，其为根据本专利技术实施例的光斑缩小装置11的初始部分10的示意图。例如激光器的光源12发射基本相干光束16 ；如此处所述，装置11降低了该光的相关程度。根据光源，光束16可包括多种模式，即，该光束可为多模光束，或者可替换地，光束16 可为单模光束。除非另有说明，举例来说，此处假设光束16为由多模光源12产生的多模光束。光束16具有同样取决于光源12的相干长度 举例来说，假设该相干长度约为1mm。 本领域熟练技术人员能够接受下面的描述，已作必要的描述，对于值不为Imm的光束，和 /或对于单模光源和光束。漫射片14漫射光束16，确保入射到该漫射片上的多个模式中的每一个基本上均勻地漫布在该漫射片的远场平面上。优选地，漫射片14为“顶环(top hat)”衍射漫射片， 在发散光束18的边界之间具有较均勻的强度分布，超过该边界强度急剧下降。一种合适的漫射片为由 Digital Optics Corporation, Charlotte, NC.制造的 Aurora top-hat 漫射片。典型地，漫射片14具有高透射率，由此最小化由光束16转变为光束18而产生的光通量损失。在一些实施例中，漫射片14包括全息漫射片。典型地，在单模系统中，漫射片14 可由发散透镜代替。在本专利技术的一个实施例中，光束16的直径约为4mm，光束发散性约为2. 5mr。漫射片14将光束的发散度增加为在一个轴上约15mr，在正交的轴上约36mr。漫射片14位于会聚透镜20的焦平面上，该会聚透镜20用作将发散光束18准直为基本上准直的光束22的傅立叶透镜。在本专利技术的实施例中，此处也称为绿光实施例，其中光源12发射绿光辐射，透镜20的焦距约为200mm。在本专利技术的可选实施例中，此处也称为紫外(UV)实施例，其中光源12发射UV光辐射，透镜20的焦距约为300mm，。但是，应当了解的是，其它合适的发散透镜也可用作透镜20。光束22入射在通常为立方分束器的偏振分束器52上，其将该光束反射为出射平面偏振相干光束M。光束M穿过排列为使该光束的偏振面旋转45°的四分之一波片56，产生偏振旋转的光束58。光束58入射在包括透明光学部件Cl、C2、C3、…、CN的相干性降低元件59上，其中N为整数，此处也将这些部件统称为部件CN。部件CN通常由基本上相同的材料制成，并粘在一起以形成元件59。例如，元件59假设为包括5个光学部件Cl、C2、C3、C4和C5，这 5个光学部件将光束58分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于缩小光斑的装置，包括：第一相干性降低元件，它包含由一组第一透明部件组成的第一阵列，所述第一透明部件被设置为各自接收一光束中不同的第一部分，所述第一透明部件相对于穿过其中的光束具有至少两种不同的光程，并输出所述相应的第一部分作为各自基本上准直的第一子光束；第二相干性降低元件，它包含由一组第二透明部件组成的第二阵列，所述第二透明部件被设置为接收每个所述第一子光束的各自不同的第二部分，所述第二透明部件相对于穿过其中的光束具有至少两种不同的光程，并输出所述相应的第二部分作为各自基本上准直的第二子光束；以及光合成器，其被设置为将所述第二基本准直子光束合成为基本准直的输出光束，其中，所述第一和第二相干性降低元件中的一个或两者进一步包括一绕过部分，以允许所述光束的一部分绕过所述第一和第二相干性降低元件中的至少一个。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·盖塔，D·柯恩古特，
申请(专利权)人：应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL