一种获取光场均匀化激光的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学领域,尤其涉及一种获取光场均匀化激光的装置。
【背景技术】
[0002]随着激光技术的不断发展,激光照明在安防监控、工业照明、娱乐照明中得到越来越广泛地应用。为了克服因为光场分布不均匀导致的亮度不均、图像清晰度下降,现有技术利用全息散光片对激光进行光场均匀化。
[0003]由于激光具有良好的单色性,只经过全息散光片所获得的均匀化光场中,存在干涉效应,从而导致激光光场分布不均匀问题没有得到有效地解决。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种获取光场均匀化激光的装置,可以解决现有技术中激光经过全息散光片所获得的均匀化光场中,存在干涉效应导致的激光光场分布不均匀问题。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为解决上述问题,本发明提供了一种获取光场均匀化激光的装置,该装置包括:
[0008]用于对激光进行相位调制的全息散光片和MEMS变形镜;
[0009]所述全息散光片位于所述MEMS变形镜的上方,且与所述MEMS变形镜间隔预设距离;
[0010]其中,激光光束照射全息散光片的第一面,穿透所述全息散光片之后进入所述MEMS变形镜,经由所述MEMS变形镜反射后再次从全息散光片的第二面进入所述全息散光片,从所述全息散光片的第一面出射消除激光光束中干涉现象的光场均匀化激光;所述全息散光片的第一面远离所述MEMS变形镜。
[0011 ] 进一步地,所述MEMS变形镜为连续镜面MEMS变形镜或分立镜面MEMS变形镜。
[0012]进一步地,所述全息散光片的第二面具有随机分布的多个刻蚀槽和/或多个凸起,相邻刻蚀槽的深度不同,和/或,相邻凸起的高度不同。
[0013]进一步地,所有刻蚀槽的宽度相同,和/或,所有凸起的宽度相同,或,所述刻蚀槽的宽度与所述凸起的宽度相同;
[0014]且所述刻蚀槽的宽度为微米量级的宽度,所述凸起的宽度为微米量级的宽度。
[0015]进一步地,所述MEMS变形镜包括:
[0016]基板,位于所述基板上方的MEMS变形镜控制电极阵列,位于所述MEMS变形镜控制电极阵列上方的用于跟随所述MEMS变形镜控制电极阵列的电压产生形变的变形膜,所述变形膜上方设置有反射膜,所述变形膜通过固定在所述基板上的第一支撑柱阵列支撑,所述反射膜通过固定在所述变形膜上的第二支撑柱阵列支撑,且所述第一支撑柱阵列和所述第二支撑柱阵列平行,但所述第一支撑柱阵列中的每一个支撑柱和所述第二支撑柱阵列中的每一个支撑柱不在同一直线上。
[0017]进一步地,所述第二支撑柱阵列中的每一个支撑柱的宽度/直径大于所述第一支撑柱阵列中的每一个支撑柱的宽度/直径。
[0018]进一步地,所述MEMS变形镜控制电极阵列中的每一个电极的宽度为微米量级的宽度,且所述相邻电极间隔预设宽度。
[0019]进一步地,所述基板为多晶娃材料的基板。
[0020]进一步地,所述装置还包括:用于固定所述全息散光片和所述MEMS变形镜的支撑压圈。
[0021](三)有益效果
[0022]本发明提供的一种获取光场均匀化激光的装置,因为MEMS变形镜解决了利用全息散光片对激光进行激光光场均匀化过程中出现的干涉效应、致使激光光场分布不均匀的问题,有效的实现了激光光场的均匀化。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本发明一实施例提供的获取光场均匀化激光的装置的结构示意图;
[0025]图2为本发明一实施例提供的全息散光片的结构示意图;
[0026]图3为本发明一实施例提供的MEMS变形镜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028]还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0029]图1示出了本发明一实施例提供的获取光场均匀化激光的装置的结构示意图,如图1所示,本实施例的激光光场均匀化的装置包括:
[0030]用于对激光进行相位调制的全息散光片I和MEMS变形镜2 ;
[0031]全息散光片I位于MEMS变形镜2的上方,且与MEMS变形镜2间隔预设距离;本实施例中的预设距离可根据实际需要设置,并不对预设距离进行限定。
[0032]具体地,图1中的激光光束(如左侧激光光束的箭头)照射全息散光片的第一面11 (如图2所示),穿透全息散光片I之后进入MEMS变形镜2,经由MEMS变形镜2反射后再次从全息散光片的第二面12进入全息散光片I,从全息散光片的第一面11出射消除激光光束中干涉现象的光场均匀化激光;全息散光片的第一面11远离MEMS变形镜2。
[0033]由此,本实施例通过全息散光片和MEMS变形镜结合,能够较好的消除激光光束的干涉效应,获得光场均匀的激光光束。
[0034]在实际应用中,前述图1中的MEMS变形镜2可为连续镜面MEMS变形镜或分立镜面MfflS变形镜。
[0035]如图2所示,本实施例中的全息散光片I可包括水平的第一面11和具有刻蚀槽或凸起的第二面12,如图2所示,全息散光片第二面12上随机分布的多个刻蚀槽和/或多个凸起,相邻刻蚀槽的深度不同,和/或,相邻凸起的高度不同。
[0036]可选地,图2中全息散光片第二面12的所有刻蚀槽的宽度相同,所有凸起的宽度相同。
[0037]在具体应用中,可使图2中刻蚀槽的宽度与所述凸起的宽度相同;例如,刻蚀槽的宽度可为微米量级的宽度,相应地,凸起的宽度也可为微米量级的宽度。
[0038]由于全息散光片第二面12具有多个刻蚀槽或凸起,因此对入射的激光光束附加空间频率在波长量级的波前调制,用于消除激光光束的部分空间相干性。
[0039]图3示出了一实施例的MEMS变形镜2的结构示意图,如图3所示,本实施例中的MEMS变形镜2包括:基板21,位于基板21上方的MEMS变形镜控制电极阵列22,位于MEMS变形镜控制电极阵列22上方的用于跟随MEMS变形镜控制电极阵列22的电压产生形变的变形膜24,变形膜24上方设置有反射膜26,变形膜24通过固定在基板21上的第一支撑柱阵列23支撑,反射膜26通过固定在变形膜24上的第二支撑柱阵列25支撑,且第一支撑柱阵列23和第二支撑柱阵列25平行,但第一支撑柱阵列23中的每一个支撑柱和第二支撑柱阵列25中的每一个支撑柱不在同一直线上。
[0040]其中,变形膜24为铝材料的变形膜。
[0041]在具体实现过程中,图3中的第二支撑柱阵列25中的每一个支撑柱的宽度/直径大于第一支撑柱阵列23中的每一个支撑柱的宽度/直径。
[0042]其中,MEMS变形镜控制电极阵列22中的每一个电极的宽度为微米量级的宽度,且所述相邻电极间隔预设宽度。
[0043]其中,基板21为多晶娃材料的基板。
[0044]其中,所述装置还包括:用于固定全息散光片I和MEMS变形镜2的支撑压圈3。
[0045]其中,MEMS变形镜I是一体成型。
[0046]本发明的工作原理:
[0047]激光光束从全息散光片的第一面11入射至全息散光片I的第二面12 ;全息散光片I第一次对激光光束附加空间频率在波长量级的波前调制,用于消除激光光束的部分空间相干性。
[0048]经由全息散光片I消除激光光束的部分空间相干性之后,第一次出射进入MEMS变形镜2,电信号加载到MEMS变形镜电极阵列22,变形膜24产生形变,变形膜24的形变量受MEMS变形镜控制电极阵列22的电压控制,电压越大,变形膜24的形变量越大,第二支撑柱阵列25跟随变形膜24的形变而上下运动,反射膜26跟随第二支撑柱阵列25的上下运动而形变;MEMS变形镜2在激光光束上附加时域高频随机波前调制,用于消除激光光束的时间相干性。
[0049]经由MEMS变形镜2消除激光光束的时间相干性之后,第二次出射进入全息散光片1,全息散光片I第二次对激光光束附加空间频率在波长量级的波前调制,用于消除激光光束的剩余空间相干性,经由全息散光片I消除激光光束的剩余空间相干性之后,第三次出射的激光光束为消除相干性的均匀化光场的激光光束;其中,电信号为随机电信号。
[0050]本发明提供的激光光场均匀化的装置,解决了利用全息散光片对激光进行激光光场均匀化过程中出现干涉,致使激光光场分布不均匀的问题,有效的实现了激光光场的均匀化,使其应用于激光照明。
[0051]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种获取光场均匀化激光的装置,其特征在于,该装置包括: 用于对激光进行相位调制的全息散光片和MEMS变形镜; 所述全息散光片位于所述MEMS变形镜的上方,且与所述MEMS变形镜间隔预设距离; 其中,激光光束照射全息散光片的第一面,穿透所述全息散光片之后进入所述MEMS变形镜,经由所述MEMS变形镜反射后再次从全息散光片的第二面进入所述全息散光片,从所述全息散光片的第一面出射消除激光光束中干涉现象的光场均匀化激光;所述全息散光片的第一面远离所述MEMS变形镜。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述MEMS变形镜为连续镜面MEMS变形镜或分立镜面MEMS变形镜。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述全息散光片的第二面具有随机分布的多个刻蚀槽和/或多个凸起,相邻刻蚀槽的深度不同,和/或,相邻凸起的高度不同。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所有刻蚀槽的宽度相同,和/或,所有凸起的宽度相同,或,所述刻蚀槽的宽度与所述凸起的宽度相同; 且所述刻蚀槽的宽度为微米量级的宽度,所述凸起的宽度为微米量级的宽度。5.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述MEMS变形镜包括: 基板,位于所述基板上方的MEMS变形镜控制电极阵列,位于所述MEMS变形镜控制电极阵列上方的用于跟随所述MEMS变形镜控制电极阵列的电压产生形变的变形膜,所述变形膜上方设置有反射膜,所述变形膜通过固定在所述基板上的第一支撑柱阵列支撑,所述反射膜通过固定在所述变形膜上的第二支撑柱阵列支撑,且所述第一支撑柱阵列和所述第二支撑柱阵列平行,但所述第一支撑柱阵列中的每一个支撑柱和所述第二支撑柱阵列中的每一个支撑柱不在同一直线上。6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第二支撑柱阵列中的每一个支撑柱的宽度/直径大于所述第一支撑柱阵列中的每一个支撑柱的宽度/直径。7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述MEMS变形镜控制电极阵列中的每一个电极的宽度为微米量级的宽度,且所述相邻电极间隔预设宽度。8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述基板为多晶硅材料的基板。9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:用于固定所述全息散光片和所述MEMS变形镜的支撑压圈。
【专利摘要】本发明公开了一种获取光场均匀化激光的装置,该装置包括:用于对激光进行相位调制的全息散光片和MEMS变形镜;所述全息散光片位于所述MEMS变形镜的上方,且与所述MEMS变形镜间隔预设距离;其中,激光光束照射全息散光片的第一面,穿透所述全息散光片之后进入所述MEMS变形镜,经由所述MEMS变形镜反射后再次从全息散光片的第二面进入所述全息散光片,从所述全息散光片的第一面出射消除激光光束中干涉现象的光场均匀化激光;所述全息散光片的第一面远离所述MEMS变形镜。本发明公开的装置,有效的实现了激光光场的均匀化。
【IPC分类】G02B27/09
【公开号】CN104898285
【申请号】CN201510260084
【发明人】邱运涛, 许商瑞, 张雨桐, 尧舜, 刘友强, 曹银花, 王智勇
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月20日