Устройство для фокусировки гауссова пучка в прямоугольник с равномерным распределением интенсивности

Устройство для фокусировки гауссова пучка в прямоугольник с равномерным распределением интенсивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптике и может быть испольэозано в установках, предназначенных для освещения или обработки различного рода изделий пучками сконцентрированного лазерного излучения, Цель изобретения - повышение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике. Устройство выполнено в виде фазового оптического элемента 1 - отражающей зонной пластинки с микрорельефом 2. Приведено соотношение для определения высоты микрорельефа зон пластинки, обеспечивающее повышение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике. 2 ил. (Л

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 В 27/44 гОСУдАРС1.венный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"Г

1 (21) 4795268/10 (22) 23.02.90 (46) 07 12.91, Бюл, ¹ 45 (71) Центральное конструкторское бюро

- уникального приборостроения Научно-технического объединения АН СССР и Самарский авиационный институт им, С. П.

Королева (72) M. А. Голуб, Л. Л. Досколович, И. Н, Сисакян, В,А.Сойфер, С.И.Харитонов и

B.A.Äàíèëîâ (53) 535.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1303977. кл. 6 02 В 27/44, 26.09.84.

Авторское свидетельство СССР № 1314291, кл, G 02 В 5/10, 6 02 В 27/44, 26.09 84, „„SU„„1697041 А1 (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ГАУССОВА ПУЧКА В ПРЯМОУГОЛЬНИК С

РАВНОМЕРНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ИН ТЕНСИВНОСТИ (57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в установках, предназначенных для освещения или обработки различного рода иэделий пучками сконцентрированного лазерного излучения. Цель изобретения — псвышение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике. Устройство выполнено в виде фазового оптического элемента 1— отражающей зонной пластинки с микрорельефом 2. Приведено соотношение для определения высоты микрорельефа зон пластинки, обеспечивающее повышение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике. 2 ил. 697041

Изобретение относится к on-, èêe и может быть использовано в установках, пре,пнаэначенных для освещения или обработкел различного рода иэделий пучками сконцентрированного лазерного излучения. 5

Цель изобретения — повьешение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике.

На фиг. 1 представлена схема расположения оптического элемента при фокуси- 10 ровке монохроматического излучения в прямоугольник; на фиг, 2 — поле распределения интенсивности в этом прямоугольнике.

Устройство выполнено в виде фазового 15 оптического элемента 1 — пропускающей зонной пластинки с микрорельефом 2, высота 44(0р, Чр) которого определяется соотношением

Л

h(Up, Vp) — Ге1О(1,л;1 2 . 0 2cos О+V 2

x (- + —,— — х

2f o,) f er f (ri/се)

x(a Up cop 8&f ((+ h Vp er -> + . созО . Ь

0 . О

+ое(ехр (— 2 ) -!.ехр -2 — -2)1, О соз д. „V

СР Г4 (11, где (Ор, Vp) — декартовы координаты в пл(:скОсти Оптического 344eMel (Te 1; 35

Л вЂ” длина волны падающего монохро. матического излучения 3;

n — показатель преломления материала, образующего микрорельаф 2;

n() — показатель преломления окружаю- 40 щей среды;

Π— угол между Оптической осью устрой ства и нормалью к г;лоскости оггеическо(го элемента," пеобле е (X) — фу(IKQII!II, равееая H3NIvIBHb- 45 шему положительному остатку от деления х на 4пЛ„

rn — заданное целое число;

f — заданное фокусное расстояние оптического элемента 1; 50 о - параметр rays(:o(Ia пучка;

erf(x)- — = 4 е (1t;

2 -е б о

2d — размер стороньI оптического эле. мента 1;

2а, 2Ь вЂ” заданные размеры сторон фокусируемого прямоугольееика 4.

Микрорельеф 2 на подложке изготае4ливают известными способами. Для его изгс:— товпения делается фотошаблон в соответствии с расчетной формулой (1). Затем методом фотслитографии получают зонированную пластику с требуемым микрорельефОм.

Устройство работает следующим Образом, . Пучок монохроматического света 3 с длиной волны, например Л = 0,63 мкм и с гауссовым распределением интенсивности излучения падает под углом Она пропускаеощую эонную пластинку 1 и взаимодействует с ее микрорельефом 2. В силу дифракции света на нем происxîäèò интерференционное сложение световых колебаний от отдельных зон микрорельефа. Фазы этих зон согласно уравнению (1) подобраны так, что результатом сложения колебании является такой волновой фронт, что в приближении геометрической оптики лучи направляются в прямоугольник 4 со сторонами 2а и 2b (а-b"250 мкм) и с равномерным распределением интенсивности (фиг. 2).

Формула изобретения

Устройстеео для фокусировки гауссова пучка в прямоугольник с равномерным распределение, интенсивности, выполненное е) виде фазового ог.тического элемента— зонной пластинки с i.;èêðîðeëüeôoì. о т л и,. в ю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике, пластинка выпс. (нена пропускающей, " высота

h(04), Vp) микрорельефа ее зон определяется

СООТ44ОШЕНИЕМ

Ь(Ор, Vp)

jj

444Одл) 4Е Е n — гео sin Π— по cos О

Ц сее О+Че 1 сгiГЛ erf (d/ó)

x(a U4) соз ОИ1 -- +b Чрerf +

0 созО V

+а (exp (- — 2 ) +ехр (--2 — ) — 2)), 0созВ ° V2

OР сР где U4), V42-декартовы координаты в плоскости оптического элемента;

Л- длина волны падающего монохрома.4 ИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ;

n — показатель преломления материала, образующего микрорельеф;

n> — показатель преломления окружаюьцей среды;

Π— угол между оптической Осью устройСТВа И Норее апьео КПЛОСКОС,ТИ ОПТИЧЕСКОГО элемента;

1697041

Составите ль В. анилов

Корректор В.Гирняк

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор В.Бугренкова

Подписное

Тираж

ытиям и и ГКНТ СССР

Заказ 4305 в обретениям и открытиям р

Ж35 Р б 4/5 венного комитета по изо

113035, Москва, тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, у, о, л,Гагарина, 101

Производственно-издательский ком ин фу кция, равная наименьтатк от деления х шему положительному остатку на mil; т — заданное целое число;

f заданное фокусное, расстояние оптического элемента; о- параметр гауссова пучка;

elf (х) = — е dt, /д Π— азмер cToPoHsi o тического зле мента; то он оку"

5 2а, 2Ь вЂ” заданные размеры с ор сируемого прямоугольника.