[發明專利]用于光束掃描器的位相板

無效

• 申請號: 01113052.0
• 申請日: 2001-06-01
• 公開（公告）號: CN1317702A
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 周常河;劉立人;席鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G02B26/10
• 代理公司: 上海華東專利事務所
• 代理人: 李蘭英

本發明涉及一種在光束掃描(偏轉)器中使用的位相板，特別是涉及一種基于二元光學技術制造的微光機電掃描器中使用的位相板。

光束掃描器有非常廣泛的應用，如激光打印機、電視機等都有光束掃描器。傳統的掃描器大多是回擺式或電致擺動式。電制擺動式需要用電控將反射光導向目標，回擺式常常需要鏡面的機械諧振。這些結構方式限制了掃描頻率、笨重、價錢昂貴、可靠性差。不論對于商業還是軍事用途，都需要低成本、高可靠性、小型化和重量輕的光學掃描器。(參見在先技術[1]M.E.Motamedi,M.C.Wu,andK.S.J.Pister,“Micro-opto-electro-mechanical?devices?and?on-chip?optical?processing”,Opt.Eng.36(5):1282-1297(1997))。

在先技術[2]美國Motamedi等發明人提供了一種利用二元光學技術制造的微透鏡列陣的光學掃描器。(參見M.E.Motamedi,A.P.Andrews,W.J.Gunning,M.Khoshnevisan,“Miniaturized?micro-optical?scanners”,Opt.Eng.33(11),3616-3623(1994))。問題是該掃描器所需的高精度微透鏡列陣很難制造。因為二元光學技術僅能制造有限的位相臺階數和有限的線寬，而理想的透鏡列陣是連續光滑的，需要無限的位相臺階數和無限細的線寬來逼近，而用二元光學技術無法實現任意多的位相臺階，只能實現有限的位相值，所以采用二元光學制作的微透鏡列陣實際上并不是一個理想的二次位相函數，特別是邊緣處的極細線寬不可能制造的很好，因此實際使用時，性能會降低，光能利用率也不高，所以用透鏡列陣位相板實現光束掃描器是有技術上實現的難度。

本發明的目的在于提供一種容易制造、性能可靠、有實用價值的用于光束掃描器的位相板。

本發明的位相板2包括：含有一對互補的塔爾波特位相編碼結構透光的正位相板201和負位相板202的位相板2。位相板2中的正位相板201與負位相板202是平行并列置放的，兩者之間有間距Du≥0.5微米。所說的塔爾波特位相編碼結構的正位相板201相對負位相板202的表面上帶有周期重復的正二次位相函數分布的s≥1條正柵線2011；所說的負位相板202相對正位相板201帶有正柵線2011的表面上帶有周期重復的負二次位相函數分布的s≥1條負柵線2021。所說的正位相板201或者負位相板202上帶有編程控制移動裝置4控制的移動器3，使得正負位相板201、202兩者相對它們的中心軸線O₁O₁、O₂O₂可以相互平行移動。所說的一條正或負的柵線2011、2021相當一個周期d,每個周期d內分割成M等分，一個周期d內含有L個位相臺階數，每個位相臺階的寬度d₁、d₂、…、d_M均相等，即d₁=d₂=…=d_M=d/M。相鄰兩個位相臺階的厚度不相等，但在一個周期d內是對稱分布。因此相鄰兩個位相臺階厚度差表示為： h k - h k - 1 = r ( 2 k + 1 ) M λ ( n - 1 ) , ]]>式中λ為入射于位相板上光波的波長，n為位相板基底的折射率，h_k為第k個位相臺階的高度，r為大于或等于1的正整數，是二次位相函數的特征參數。如圖1所示。