[發(fā)明專利]一種對面陣半導體激光光束進行勻化處理的光學系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103246066A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 周崇喜;劉志輝;楊歡;邱傳凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種對面陣半導體激光光束進行勻化處理的光學系統(tǒng)，其特征在于：所述光學系統(tǒng)主要構成為：面陣半導體激光器、準直透鏡陣列、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、慢軸場鏡和快軸場鏡，其中：面陣半導體激光器位于準直透鏡陣列的前焦面上，并以面陣半導體激光器輸出激光束為系統(tǒng)光軸；第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、慢軸場鏡和快軸場鏡依序位于光軸上并垂直于光軸；半導體激光器發(fā)出的多模激光光束經(jīng)準直透鏡陣列準直后平行入射，再經(jīng)第一微透鏡陣列將激光光束均勻地分割成多個子光束并聚焦于后焦面上，再經(jīng)第二微透鏡陣列、慢軸場鏡和快軸場鏡將每一子光束疊加于場鏡的后焦面，即照明面上。

2.根據(jù)權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列由多個相同的柱型菲涅耳衍射微透鏡緊密排列構成。

3.根據(jù)權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列之間的間距為柱型菲涅耳衍射微透鏡的焦距，即第一微透鏡陣列位于第二微透鏡陣列的前焦面上。

4.根據(jù)權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列的朝向為同向放置，或背向放置，即第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列分別具有階梯相位結構的兩個面同時指向光軸的正方向，或一個面朝光軸正方向，另一個面朝光軸負方向。

5.根據(jù)權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列的y軸分別與面陣半導體激光束的快軸方向一致。

6.根據(jù)權利要求1所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列由多個柱型菲涅耳衍射微透鏡組成兩組柱型菲涅耳衍射微透鏡陣列作為勻化器，或第一微透鏡陣列由多個柱型菲涅耳衍射微透鏡組成一組柱型菲涅耳衍射微透鏡陣列作為勻化器，都能使面陣半導體激光光束達到勻化。

7.根據(jù)權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述柱型菲涅耳衍射微透鏡的數(shù)量由其口徑及入射光束的大小的決定。

8.根據(jù)權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述柱型菲涅耳衍射微透鏡具有相同的口徑、相位臺階數(shù)、刻蝕深度、焦距等結構參數(shù)。

9.根據(jù)權利要求2所述的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述柱型菲涅耳衍射微透鏡的相位臺階數(shù)為2^K，其中K為制作柱型菲涅耳衍射微透鏡陣列的掩膜板數(shù)，K＝2，3，4，5，6；當取K＝3或4，此時衍射效率的理論值達95％或98％。