[發明專利]衍射光學元件設計方法以及激光投射模組

有效

• 申請號: 202110354273.6
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113219675B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王燚言
• 申請（專利權）人: 嘉興馭光光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G03B21/20
• 代理公司: 北京方可律師事務所 11828
• 代理人: 吳艷;郝東暉

1.一種衍射光學元件設計方法，包括：

確定所述衍射光學元件在目標平面上所要投射的第一目標光場；

確定零級衍射光場，其中所述零級衍射光場為所述衍射光學元件在入射光的照射下由于零級衍射而在所述目標平面上形成的光場；

從所述第一目標光場中減去所述零級衍射光場，得到所述衍射光學元件的第二目標光場；以及

根據所述第二目標光場，對所述衍射光學元件的相位分布進行設計。

2.如權利要求1所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述確定零級衍射光場包括：根據所述入射光的入射狀態以及所述衍射光學元件與所述目標平面之間的第一設計距離，確定所述零級衍射光場。

3.如權利要求1所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述確定零級衍射光場包括：基于用于產生所述入射光的光源和透鏡的光學參數、所述衍射光學元件與所述目標平面之間的第一設計距離、以及所述光源與透鏡之間的第二設計距離，利用透鏡成像原理計算所述光源發出的光經過所述透鏡在所述目標平面上的照射范圍，從而確定所述零級衍射光場。

4.如權利要求3所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述確定零級衍射光場還包括：設定所述第二設計距離，使得所述光源經所述透鏡成像在偏離所述目標平面的位置上。

5.如權利要求1-4中任一項所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述確定零級衍射光場還包括：評估所述零級衍射光場與所述第一目標光場的光通量比值；以及至少根據所述光通量比值以及所述零級衍射光場的范圍，確定所述零級衍射光場。

6.如權利要求5所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述評估所述零級衍射光場與所述第一目標光場的光通量比值包括根據衍射光學元件的設計偏差和加工誤差中的至少一者估算所述光通量比值。

7.如權利要求4所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述第二設計距離被設定為使得所述零級衍射光場的光強小于或等于所述第一目標光場的光強。

8.如權利要求1所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述第一目標光場包括至少一個覆蓋所述零級衍射光場的勻光光場。

9.如權利要求8所述的衍射光學元件設計方法，其中，所述第一目標光場包括多個光強不同的勻光光場。

10.如權利要求1-4中任一項所述的衍射光學元件設計方法，其中，所確定的零級衍射光場的范圍具有與用于產生所述入射光的光源的出射光束的橫截面形狀相對應的形狀。

11.一種激光投射模組，包括：

激光光源；

透鏡，用于將來自所述激光光源的出射光束整形為基本上準直的入射光束；以及

衍射光學元件，其接收所述基本上準直的入射光束，用于在距離所述衍射光學元件第一設計距離的目標平面上投射出至少覆蓋零級衍射光場的目標光場，

其中，所述激光光源與所述透鏡相距第二設計距離，并且該第二設計距離設置為使得所述激光光源經所述透鏡成像在偏離所述目標平面的位置上。

12.如權利要求11所述的激光投射模組，其中，所述第二設計距離設置為使得所述激光光源經所述透鏡成像在與所述衍射光學元件相距第三設計距離的位置上，并且所述第三設計距離與所述第一設計距離的差值大于或等于所述第一設計距離的50％。

13.如權利要求11所述的激光投射模組，其中，所述衍射光學元件為根據權利要求1-10任一項所述的衍射光學元件設計方法所設計的。