[發明專利]偏振照明裝置及偏振照明方法

有效

• 申請號: 201210525295.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103869625A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 馬明英;段立峰
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/28;G02B27/09
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種偏振照明裝置，其特征在于，包括沿光軸方向依次設置的光路傳輸單元、偏振控制單元以及光束整形單元，所述偏振控制單元能夠將來自所述光路傳輸單元的光束中的兩種偏振光變成所需的同種偏振光并將所述同種偏振光匯集后傳輸至所述光束整形單元，所述光束整形單元將來自所述偏振控制單元的光束寬度調整為與所述偏振控制單元的入射光束寬度一致。

2.根據權利要求1所述的偏振照明裝置，其特征在于，所述偏振控制單元包括第一圓錐形偏振棱鏡、第二偏振棱鏡以及用于改變光束偏振方向的環形旋光晶體，所述第二偏振棱鏡內部具有一縱截面為梯形的圓臺孔，所述第一圓錐形偏振棱鏡、圓臺孔以及環形旋光晶體三者的軸心線與所述光軸的軸心線重合，所述第一圓錐形偏振棱鏡位于所述圓臺孔內部，且第一圓錐形偏振棱鏡的底面和圓臺孔的底面位于同一平面內，第一圓錐形偏振棱鏡的高度和圓臺孔的高度相等，第一圓錐形偏振棱鏡的底部直徑大于或者等于所述圓臺孔的頂部直徑且小于所述圓臺孔的底部直徑，所述環形旋光晶體位于所述圓臺孔的底部下方。

3.根據權利要求2所述的偏振照明裝置，其特征在于，所述環形旋光晶體的內徑等于所述第一圓錐形偏振棱鏡的底部直徑，所述環形旋光晶體的外徑大于或者等于所述圓臺孔的底部直徑。

4.根據權利要求2所述的偏振照明裝置，其特征在于，所述第一圓錐形偏振棱鏡的外錐面、所述第二偏振棱鏡的孔壁與所述光軸的夾角均為45度。

5.根據權利要求2所述的偏振照明裝置，其特征在于，所述兩種偏振光包括S偏振光和P偏振光，來自光路傳輸單元的光束中的S偏振光經所述第一圓錐形偏振棱鏡的外錐面透射后穿經所述環形旋光晶體的內孔后沿光軸行進，來自光路傳輸單元的光束中的P偏振光依次經所述第一圓錐形偏振棱鏡的外錐面以及所述第二偏振棱鏡的孔壁反射后，經所述環形旋光晶體改變偏振方向后成為另一S偏振光，所述光束整形單元將所述另一S偏振光折向所述光軸。

6.根據權利要求2所述的偏振照明裝置，其特征在于，所述光束整形單元包括第一透鏡和第二透鏡，由所述偏振控制單元射出的光束經過所述第一透鏡與所述第二透鏡后使得所述光束的寬度調整為與所述偏振控制單元的入射光束寬度一致。

7.根據權利要求1所述的偏振照明裝置，其特征在于，還包括勻光單元和聚焦鏡組單元。

8.一種偏振照明方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，光路傳輸單元將光束輸入至偏振控制單元；

步驟2，所述偏振控制單元將來自所述光路傳輸單元的光束中的兩種偏振光變成所需的同種偏振光并將所述同種偏振光后匯集后傳輸至光束整形單元；

步驟3，所述光束整形單元將來自所述偏振控制單元的光束寬度調整為與所述偏振控制單元的入射光束寬度一致的光束。

9.根據權利要求8所述的偏振照明方法，其特征在于，還包括步驟4，所述寬度一致的光束先經勻光單元進行勻光處理后再傳輸至聚焦鏡組單元，所述聚焦鏡組單元將接收的光束在所需的位置形成大小滿足要求的照明視場。

10.根據權利要求8所述的偏振照明方法，其特征在于，所述偏振控制單元包括第一圓錐形偏振棱鏡、第二偏振棱鏡以及用于改變光束偏振方向的環形旋光晶體，所述第二偏振棱鏡內部具有一縱截面為梯形的圓臺孔，所述第一圓錐形偏振棱鏡、圓臺孔以及環形旋光晶體三者的軸心線與所述光軸的軸心線重合，所述第一圓錐形偏振棱鏡位于所述圓臺孔內部，且第一圓錐形偏振棱鏡的底面和圓臺孔的底面位于同一平面內，第一圓錐形偏振棱鏡的高度和圓臺孔的高度相等，第一圓錐形偏振棱鏡的底部直徑大于或者等于所述圓臺孔的頂部直徑且小于所述圓臺孔的底部直徑，所述環形旋光晶體位于所述圓臺孔的底部下方。

11.根據權利要求10所述的偏振照明方法，其特征在于，所述環形旋光晶體的內徑等于所述第一圓錐形偏振棱鏡的底部直徑，所述環形旋光晶體的外徑大于或者等于所述圓臺孔的底部直徑。

12.根據權利要求10所述的偏振照明方法，其特征在于，所述第一圓錐形偏振棱鏡的外錐面、所述第二偏振棱鏡的孔壁與所述光軸的夾角均為45度。