[發明專利]勻光器及其制作方法

有效

• 申請號: 201210046574.3
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103293677A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 謝長青;翁永超;朱效立;高南;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B5/18;G02B27/42;G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及衍射光學元件領域，更具體地說，涉及一種勻光器及其制作方法。

背景技術

均光器是一種改變入射光束波前，例如高斯波前和不規則波前激光束，以使得入射光束轉變為接近于平面波前的光束的光學器件，在各種光路中有著廣泛的應用，例如在光束整形和微電子無掩膜刻蝕儀器等等。

目前，常用的勻光器有棱鏡法、反射鏡法、萬花筒法、柱面鏡法以及陣列勻光器等等。其中，陣列勻光器是基于數學積分原理設計的，其將光束分成無限多個細小的光束，每個細小的光束內部的能量分布是均勻的，將所有的細小的光束累積疊加，就得到了在某一位置能量均勻分布的光斑，常見的陣列勻光器的基本陣列單元為透鏡和波帶片，具有較好的均勻光照效果，波帶片由透明和不透明環帶交替組成，典型的如菲涅耳波帶片。

而通過提出性能更優的基本陣列單元來組成陣列勻光器，提供近似平面的衍射光束，有助于提高衍射效率，優化勻光器的性能。

發明內容

本發明實施例提供一種勻光器及其制作方法，提供近似平面的衍射光束，提高衍射效率。

為實現上述目的，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種勻光器，為多個環帶光子篩單元組成的陣列，所述環帶光子篩單元包括波帶片和所述波帶片的不透光環帶上隨機分布的透光孔。

可選地，所述陣列的大小不小于入射的光束的孔徑。

可選地，所述波帶片的每一個環帶的中心半徑為r_n、寬度為w_n，其中，r_n²＝2nfλ+n²λ²，w_n＝λ/2r_n，λ為入射光的波長，f為環帶光子篩單元的焦距。

可選地，所述透光孔的直徑等于該透光孔所在環帶的寬度。

可選地，所述波帶片由透光基底及其上覆蓋的環帶的不透光膜組成，透光孔為環帶的不透光膜上的通孔。

此外，本發明還提供了上述勻光器的制造方法，包括：

提供透光襯底；

在所述透光襯底上覆蓋不透光膜；

圖案化所述不透光膜，以形成透光環帶和不透光環帶間隔組成的波帶片以及所述不透光環帶上隨機分布的透光孔。

可選地，所述不透光膜為不透光金屬膜。

可選地，采用接觸式光刻法進行圖案化。

可選地，所述波帶片的每一個環帶的中心半徑為r_n、寬度為w_n，其中，r_n²＝2nfλ+n²λ²，w_n＝λ/2r_n，λ為入射光的波長，f為環帶光子篩單元的焦距。

可選地，所述透光孔的直徑等于該透光孔所在環帶的寬度。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：

本發明實施例的勻光器及其制造方法，通過波帶片及波帶片的不透光環帶上的透光孔，實現了位相型的衍射元件，將光束分成了多個細小的光束，每個小的光束內部的能量分布均勻，將所有的小光束累積疊加，就得到了在某一位置能量均勻分布的光斑，實現光束遠場的波前平頂化，以及光束的在聚焦和遠場的擴散，從而實現了光束的勻光，提高衍射效率。

附圖說明

通過附圖所示，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1為根據本發明實施例的環帶光子篩單元的結構示意圖；

圖2為根據本發明實施例的由環帶光子篩單元組成的陣列的勻光器的示意圖；

圖3為使用本發明實施例的勻光器的試驗檢測裝置的示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

為了提供近似平面的衍射光束，提高衍射效率，本發明提供了一種勻光器，參考圖1和圖2所示，為多個環帶光子篩單元200組成的陣列300，所述環帶光子篩單元200包括波帶片100和所述波帶片的不透光環帶100-2上隨機分布的透光孔110。