[實用新型]一種多焦點調控系統

無效

• 申請號: 200920199135.X
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN201518072U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 李勁松;高秀敏;方溁
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06;G02B27/09;G02B27/10;G21K1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型屬于應用光學技術領域，與聚焦光學系統焦點區域光強調節系統有關，特別是一種多焦點調控系統。主要用于激光微加工、光學微操縱、光信息存儲、光與物質相互作用等領域。

背景技術：

在許多聚焦光學系統中，焦點區域光強起著非常重要的作用。在光存儲系統中，降低焦點光斑尺寸即可提高光信息存儲密度，長焦深易于激光伺服系統工作，軸向多焦點則可以應用到新興的多層光存儲技術中。在光鑷子領域，自Ashkin研發光鑷子以來，從光鑷子技術得到了迅猛的發展，促進了很多領域大步發展，特別是在生命科學領域。為了增加光鑷子裝置的有效性、靈活性和可控型，相稱技術、全息光鑷子陣列和干涉條紋模式等一些方法被提出來，多焦點系統由于可以實現多個顆粒同時被操縱的優點，受到廣泛關注。在先技術中，有一種應用于光鑷技術領域的聚焦光學系統多焦點產生技術(參見美國專利“Transverseoptical?accelerator?and?generalized?optical?vortex”，專利號：US?7,109,473，B2，專利時間Date?of?patent：2006年9月19日)。該聚焦光學系統多焦點產生技術具有相當的優點，但是，仍然存在一些不足：1)在此聚焦光學系統多焦點產生技術中多焦點分布的平面在與系統光軸垂直的平面上，使光能量較分散，如果保證每個焦點產生的相當的光強度和光梯度力，光能量利用率低，所需要入射激光光源就要具有較高的輸出光功率；2)產生的光鑷對于光軸向方向上的微小顆?？刂茻o能為力；3)光束傳播存在離軸，增加了調節難度，系統結構復雜。

實用新型內容：

本實用新型要解決的問題在于克服了上述在先技術的不足，提供一種軸向多焦點調控系統，它具有多焦點軸向調控、調控便捷、光能量利用率高、系統簡潔等特點。

本實用新型的基本構思是：

本實用新型提供一種多焦點調控系統。整套系統由相干光源發射部件、光束直徑調節器、徑向余弦相位波前調節器、光學聚焦部件構成。相干光源發射部件出射光束經過光束直徑調節器將光束調節所需直徑后，由光學聚焦部件聚焦形成焦點區域。徑向余弦相位波前調節器對入射光波前面進行調節，使波前相位呈徑向余弦變化，經過光學聚焦部件聚焦后，焦點區域便形成光軸上的多焦點分布，并且多焦點間距和個數可由徑向余弦相位波前調節器的余弦函數參數調控。系統具有多焦點軸向調控便捷、光能量利用率高、系統簡潔等特點。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種多焦點調控系統，系統由相干光源發射部件1、光束直徑調節器2、徑向余弦相位波前調節器3、光學聚焦部件4構成；相干光源發射部件1出射光束方向上依次置有光束直徑調節器2、徑向余弦相位波前調節器3、光學聚焦部件4；徑向余弦相位波前調節器3上的調節相位沿徑向呈現余弦函數分布，對入射光束波前面進行相位調制，余弦函數參數可調。

上述多焦點調控系統的光束直徑調節器2是光束擴束倍率可調的光束擴束光學部件。

上述多焦點調控系統的光束直徑調節器2可以是伽利略型擴束鏡或開普敦型擴束鏡。

上述多焦點調控系統的徑向余弦相位波前調節器3的工作模式可為透射型或反射型兩種模式其一。

上述多焦點調控系統的徑向余弦相位波前調節器3為可編程相位型空間光調制器或可編程液晶光學相位控制器件或光機電集成相位控制器件其一。

上述多焦點調控系統的徑向余弦相位波前調節器3為反射工作模式時，徑向余弦相位波前調節器3和光束直徑調節器2之間置有光束分光鏡6。

上述多焦點調控系統的光束分光鏡6與徑向余弦相位波前調節器3之間置有四分之一玻片，四分之一玻片光軸方向與入射光線偏振方向成45度角，光束分光鏡6為偏振分光鏡。或者，上述多焦點調控系統的光束分光鏡6靠近徑向余弦相位波前調節器3一側光學工作面上鍍有四分之一玻片。

本實用新型的一種多焦點調控系統如上所述結構，工作過程為相干光源發射部件1出射相干光束經過光束直徑調節器2，光束直徑調節器2對光束進行擴束，擴束后的激光束經過徑向余弦相位波前調節器3后，由光學聚焦部件4聚焦；徑向余弦相位波前調節器3對入射的激光束的波前相位分布進行了徑向分布調節，使相位分布呈現徑向余弦函數變化，具有徑向余弦相位變化波前面的激光束經過光學聚焦部件4聚焦后，在焦點區域形成了軸向分布的多個焦點。