[發(fā)明專利]選擇和控制光源帶寬的系統(tǒng)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980142619.3
• 申請(qǐng)日: 2009-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102204038A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·菲格羅亞;W·N·帕特洛;J·M·阿爾格特斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西默股份有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/10
• 分類號(hào): H01S3/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰;李丹丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的涉及光柵，具體來說，涉及調(diào)諧和控制帶寬的系統(tǒng)方法和裝置，其通過彎曲光柵來選擇對(duì)中在所選中心波長上的光的波長的帶寬來進(jìn)行調(diào)諧和控制帶寬。

背景技術(shù)

通常使用光柵來選擇縮窄的光束。然而，縮窄光束中的波長帶寬不是用通常的光柵就可容易地選擇的。圖1是典型的光束縮窄系統(tǒng)100的簡化示意圖。該典型的光束縮窄系統(tǒng)100包括光源束102和光柵106，所述光源束102被引導(dǎo)通過光束擴(kuò)展器104(通常包括一個(gè)或多個(gè)棱鏡)。光柵106具有帶許多光柵線110的反射表面108。反射表面108具有曲面112，其基本上等同于擴(kuò)展的光源束102A的波前曲面114。應(yīng)該指出的是，光束縮窄系統(tǒng)100的部件102-114未按比例繪出，具體來說，為了示范的目的，曲面112、波前曲面114和光柵的間距作了放大。

擴(kuò)展的光束源102A包括多個(gè)光的波長116A-n。多個(gè)光的波長116A-n相對(duì)于光束擴(kuò)展器104以不同角度發(fā)散，并在相應(yīng)不同部位撞擊到反射表面108上。

理想的是，選定的光柵線110A反射縮窄的光束124，光束124僅包括以合適角度118朝向光束擴(kuò)展器104的相應(yīng)反射波長116E’，使得縮窄的光束124返回通過光束擴(kuò)展器104，超越光束擴(kuò)展器104而到光學(xué)系統(tǒng)120。遺憾的是，選定的光柵線110A還反射另外波長的帶寬，包括比反射的中心波長116E’稍短的波長1502A以及比反射的中心波長116E’稍長的波長1502B。因此，縮窄的光束124包括反射的中心波長116E’以及包括比反射的中心波長116E’稍短的波長1502A和比反射的中心波長116E’稍長的波長1502B的波長的帶寬。

調(diào)諧光束擴(kuò)展器104和曲面112內(nèi)的曲率量，可選擇非常精確的中心波長和非常狹窄的最大帶寬，例如，對(duì)于縮窄的光束124，帶寬在反射的中心波長116E’的每側(cè)小于1.0pm(1.0×10^-12米)+/-。然而，調(diào)諧光束擴(kuò)展器104并不能對(duì)縮窄的光束124精確地控制或選擇最大的帶寬和最小的帶寬，例如，帶寬在在反射的中心波長116E’的兩側(cè)0.5至1.0pm+/-。

光學(xué)系統(tǒng)120可包括多個(gè)使用縮窄的光束124的子系統(tǒng)。某些子系統(tǒng)會(huì)要求選定的最大帶寬和選定的最小帶寬。舉例來說，光學(xué)系統(tǒng)120可包括掃描儀，其需要若干個(gè)對(duì)中在選定波長上且跨越可用來產(chǎn)生要求的干擾圖形的足夠?qū)挾鹊膸捝戏植嫉牟ㄩL。

為了連續(xù)地滿足更加嚴(yán)格的控制帶寬的要求，尤其是，包含選定百分比亮度的光譜的寬度，即，分別從全寬半值(“FWHM”)起的95％(“E95％”或簡單地“E95”)或E95，需要使中心波長選擇和帶寬選擇光學(xué)元件(例如，具有多個(gè)色散光學(xué)特征，例如，光柵一個(gè)面上的槽的色散光柵)的波前互相作用表面變形。這些要求可包括需要更大范圍的控制以及將帶寬保持在某些小范圍內(nèi)和/或不超過某些選定值。該變形需要在兩個(gè)平面內(nèi)，并需要獨(dú)立地在兩個(gè)平面中的每個(gè)平面內(nèi)，使變形機(jī)構(gòu)之間的干擾盡可能小，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，需要一種變形機(jī)構(gòu)能夠作用更大的變形力，該變形機(jī)構(gòu)諸如使槽橫貫色散光學(xué)元件的表面(與沿著色散光學(xué)元件的長度相比)的槽形成特征的分離變形的機(jī)構(gòu)。申請(qǐng)人提出了現(xiàn)有激光系統(tǒng)帶寬控制機(jī)構(gòu)的這些改進(jìn)。

鑒于以上所述，需要有一種彎曲光柵的系統(tǒng)、方法和裝置，用于選擇對(duì)中在選定中心波長上并具有選定最小帶寬和選定最大帶寬的光波長的帶寬。

發(fā)明內(nèi)容

廣義上說，本發(fā)明通過提供一種使光柵彎曲來選擇對(duì)中在選定中心波長上并具有選定最小帶寬和選定最大帶寬的光的波長的帶寬的系統(tǒng)、方法和裝置來滿足上述需求。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以多種方式來實(shí)施，作為一種工藝過程，可包括設(shè)備、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或裝置。下面將描述本發(fā)明的若干個(gè)發(fā)明實(shí)施例。

本文所公開的帶寬選擇系統(tǒng)和方法包括沿兩個(gè)不同方向(垂向地和水平地)使色散光學(xué)元件的色散反射面彎曲，同時(shí)還從水平彎曲力中基本上解耦(decoupling)出垂向的彎曲力。該解耦使得垂向彎曲力和水平彎曲力之間的互相作用或干擾變得最小。使用一個(gè)或多個(gè)撓曲件來解耦每個(gè)垂向彎曲力和水平彎曲力。