專利名稱：相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位調(diào)制裝置、相位調(diào)制方法、用于執(zhí)行相位調(diào)制方法的程序、以及記錄有程序的記錄介質(zhì)。更具體地，本發(fā)明涉及利用相位調(diào)制空間光調(diào)制器對(duì)激光束的相位進(jìn)行調(diào)制的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法，用于執(zhí)行該相位調(diào)制方法的程序，以及記錄有該程序的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了一種相位調(diào)制裝置，該裝置使用相位調(diào)制空間光調(diào)制器，根據(jù)計(jì)算機(jī)所計(jì)算的相位圖(phase pattern)來調(diào)制激光束的相位。在該相位調(diào)制裝置中，將相位圖寫入要被激光束照射的相位調(diào)制空間光調(diào)制器中，從而生成由該相位圖調(diào)制的相位調(diào)制光。
日本專利No.2,785,427描述了一種利用TN液晶空間光調(diào)制元件對(duì)光的相位和強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的方法。在此方法中，考慮到由于施加在TN液晶上的驅(qū)動(dòng)電壓導(dǎo)致的相位失真而形成要顯示在該TN液晶空間光調(diào)制元件上的相位圖。

發(fā)明內(nèi)容
在相位調(diào)制裝置配備有激光源、相位調(diào)制空間光調(diào)制器、以及用于引導(dǎo)激光束的光學(xué)系統(tǒng)的情況中，如果由激光源、相位調(diào)制空間光調(diào)制器或用于引導(dǎo)激光束的光學(xué)系統(tǒng)在激光束中引起了激光束的相位失真，則會(huì)生成具有預(yù)期之外的相位圖的相位調(diào)制光。
因此，試圖通過裝配昂貴的光學(xué)系統(tǒng)或者通過改善設(shè)置在相位調(diào)制空間光調(diào)制器的讀取側(cè)的基板的平面度來減小相位失真。
為制造具有高平面度的讀取側(cè)基板的相位調(diào)制空間光調(diào)制器，必須使用昂貴的材料，這使空間光調(diào)制器的制造變得困難。因此，制造成本非常高。這使得難于大批量生產(chǎn)相位調(diào)制裝置。
如日本未審專利申請(qǐng)公報(bào)No.10-186283所述，對(duì)利用相位調(diào)制光生成的輸出圖像進(jìn)行檢測(cè)，并且根據(jù)所檢測(cè)的結(jié)果對(duì)相位調(diào)制空間光調(diào)制器進(jìn)行反饋控制。因此，通過對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的特性偏移進(jìn)行補(bǔ)償從而形成了幾乎理想的輸出圖像。
根據(jù)在日本未審專利申請(qǐng)公報(bào)No.10-186283中所公開的成像方法，必須重復(fù)該反饋環(huán)，直到獲得期望的輸出圖像，這將花費(fèi)大量時(shí)間來生成輸出圖像。在實(shí)際中，由于光源的變化，該輸出圖像會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)的波動(dòng)。如果連同該反饋控制所固有的波動(dòng)一同檢測(cè)到了該隨機(jī)波動(dòng)，則很難進(jìn)行精確的反饋控制。
本發(fā)明旨在解決上述問題。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種相位調(diào)制裝置，該相位調(diào)制裝置可以根據(jù)所期望的相位圖而精確、容易并且迅速地進(jìn)行光的相位調(diào)制。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以以更低成本制造的相位調(diào)制裝置。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種相位調(diào)制方法，該相位調(diào)制方法可以根據(jù)所期望的相位圖而精確、容易并且迅速地進(jìn)行光的相位調(diào)制。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種可以執(zhí)行上述相位調(diào)制方法的相位調(diào)制程序，以及存儲(chǔ)該程序的記錄介質(zhì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于一種相位調(diào)制裝置，包括發(fā)光的光源；疊加裝置，該疊加裝置將預(yù)期的相位圖和用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖；以及電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，其根據(jù)所述失真校正后相位圖來對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
在本發(fā)明中，單獨(dú)地準(zhǔn)備用于校正波陣面失真的波陣面失真校正相位圖和該預(yù)期相位圖。然后將這些圖形疊加到一起以生成波陣面失真校正后相位圖。然后，根據(jù)該波陣面失真校正后相位圖驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器?？梢岳迷擃A(yù)期相位圖對(duì)光進(jìn)行精確的相位調(diào)制，而不會(huì)發(fā)生光的失真。由于將用于校正波陣面失真的波陣面失真校正相位圖和預(yù)期相位圖疊加在一起，因此該裝置可以具有簡(jiǎn)單的配置，以在短時(shí)間內(nèi)生成波陣面失真校正后圖形。因此，根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置可以執(zhí)行實(shí)時(shí)控制并且可以低成本地制造。
優(yōu)選地，該波陣面失真校正相位圖包括通過對(duì)表示光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。由于該波陣面失真校正相位圖是通過反轉(zhuǎn)波陣面失真相位圖的符號(hào)而生成的，所以可以可靠地校正該波陣面失真。
優(yōu)選地，當(dāng)通過對(duì)預(yù)期相位圖和波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加而得到的相位值具有負(fù)值或者等于或大于2π的值時(shí)，該疊加裝置生成通過將該相位值除以2π而得到的余數(shù)，作為失真校正后相位圖。為找到通過將相位值的負(fù)值除以2π而得到的余數(shù)，要確定該負(fù)值的絕對(duì)值并且找到一最小正值，使得該絕對(duì)值和該最小正值的和等于2π的整數(shù)倍。當(dāng)預(yù)期相位圖和波陣面失真校正相位圖的和具有負(fù)值或者等于或大于2π的值時(shí)，將該和除以2π而得到的余數(shù)生成作為失真校正后相位圖。因此，即使電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器不能對(duì)相位調(diào)制量大于2π的光進(jìn)行相位調(diào)制，該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器仍可以進(jìn)行一相位值(即，通過將該和除以2π而得到的余數(shù))的相位調(diào)制。因此，通過進(jìn)行該余數(shù)的相位調(diào)制，可認(rèn)為該裝置可以執(zhí)行等于或者大于2π的相位值的相位調(diào)制。
優(yōu)選地，本發(fā)明的相位調(diào)制裝置還包括存儲(chǔ)該波陣面失真校正相位圖的存儲(chǔ)裝置。疊加裝置從存儲(chǔ)裝置中讀取波陣面失真校正相位圖，然后將該波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
由于存儲(chǔ)了該波陣面失真校正相位圖，所以可以僅通過讀取該波陣面失真校正相位圖并將其與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，而生成波陣面失真校正后相位圖。因此可以在短時(shí)間內(nèi)生成波陣面失真校正后相位圖。
在此情況中，優(yōu)選地，本發(fā)明的相位調(diào)制裝置具有預(yù)先保存該預(yù)期相位圖的保存裝置。疊加裝置分別讀取預(yù)期相位圖以及波陣面失真校正相位圖，并且將它們疊加到一起以生成波陣面失真校正后相位圖。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)生成波陣面失真校正后相位圖。
另選地，本發(fā)明的相位調(diào)制裝置可以具有一用于生成預(yù)期相位圖的裝置。在此情況中，疊加裝置僅通過將該預(yù)期相位圖和所讀取的波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加而生成波陣面失真校正后相位圖。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)生成用于任何相位圖的波陣面失真校正后相位圖。
根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置還包括接收波陣面失真校正相位圖的輸入裝置。疊加裝置將所接收的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加?？梢詢H通過將所接收的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加而生成波陣面失真校正后相位圖。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)生成波陣面失真校正后相位圖。
另選地，根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置還可以包括測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置測(cè)量光的波陣面失真，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；以及生成裝置，該生成裝置反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成波陣面失真校正相位圖?？梢詢H通過測(cè)量波陣面失真并且之后將該失真的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成波陣面失真校正相位圖。因此，無需任何復(fù)雜計(jì)算。并且，可以高精度地迅速獲得波陣面失真校正相位圖。此外，可以獨(dú)立于預(yù)期相位圖而容易地生成波陣面失真校正相位圖。
在此情況中，優(yōu)選地，該測(cè)量裝置重復(fù)對(duì)光的波陣面失真進(jìn)行測(cè)量，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖。每次測(cè)量裝置測(cè)量到了光的波陣面失真，生成裝置反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成波陣面失真校正相位圖。每當(dāng)生成裝置生成了波陣面失真校正相位圖，疊加裝置將波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以更新該失真校正后相位圖。電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器根據(jù)所更新的失真校正后相位圖重復(fù)地進(jìn)行光的相位調(diào)制。
可以實(shí)時(shí)地測(cè)量動(dòng)態(tài)波陣面失真以及靜態(tài)波陣面失真，從而可以生成可以對(duì)包含動(dòng)態(tài)失真的多種波陣面失真進(jìn)行校正的波陣面失真校正相位圖。因此，可以高精度地生成相位調(diào)制光。
在此情況中，本發(fā)明的相位調(diào)制裝置具有一用于預(yù)先保存預(yù)期相位圖的保存裝置，疊加裝置從該保存裝置中讀取預(yù)期相位圖，隨后將其與重復(fù)生成的波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而重復(fù)地更新該波陣面失真校正后相位圖。因此，可以精確地生成相位調(diào)制光，其中包含動(dòng)態(tài)失真成分的波陣面失真得到了校正。在此情況中，本發(fā)明的相位調(diào)制裝置具有生成預(yù)期圖形的裝置，疊加裝置將所生成的預(yù)期相位圖與重復(fù)生成的波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而更新波陣面失真校正后相位圖。因此，可以生成相位調(diào)制光，其中包含動(dòng)態(tài)失真成分的波陣面失真得到了校正。
電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器具有輸入/輸出表面，通過它來接收和發(fā)射光。該波陣面失真校正相位圖包括用于校正由該輸入/輸出表面所引起的光波陣面失真的相位圖。通過對(duì)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸出/輸出表面所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正，可以實(shí)現(xiàn)高精度的相位調(diào)制。
在此情況中，優(yōu)選地，通過對(duì)表示從該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所發(fā)射的光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成該波陣面失真校正相位圖。根據(jù)該波陣面失真校正相位圖，在從電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器以生成預(yù)期的相位圖)的輸入/輸出表面發(fā)出的光的波陣面失真中，可以校正由該輸入/輸出表面引起的波陣面失真。
在此情況中，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置還包括一第一光學(xué)元件，該第一光學(xué)元件將光源發(fā)出的光導(dǎo)向該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面。該波陣面失真校正相位圖包括用于對(duì)由光源、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面以及第一光學(xué)元件中的至少一個(gè)所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正的相位圖。由于可以對(duì)由構(gòu)成該相位調(diào)制裝置的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)元件所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正，所以可以實(shí)現(xiàn)高精度的相位調(diào)制。
在此情況中，優(yōu)選地，該波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面以及第一光學(xué)元件中至少一個(gè)所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。由于通過反轉(zhuǎn)波陣面失真相位圖的符號(hào)而生成該波陣面失真校正相位圖，所以可以可靠地對(duì)光的波陣面失真進(jìn)行校正。注意可以通過測(cè)量由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面、光源以及第一光學(xué)元件中的一個(gè)或者多個(gè)所引起的波陣面失真來獲得波陣面失真校正相位圖。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置包括用于對(duì)從電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面發(fā)出的光進(jìn)行引導(dǎo)的第二光學(xué)元件時(shí)，優(yōu)選地，該波陣面失真校正相位圖包括用于對(duì)由光源、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面、第一光學(xué)元件以及第二光學(xué)元件中的至少一個(gè)所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正的相位圖。由于可以校正由構(gòu)成該相位調(diào)制裝置的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)元件引起的光波陣面失真，所以可以實(shí)現(xiàn)更高精度的相位調(diào)制。
例如，如果波陣面失真校正相位圖是用于對(duì)構(gòu)成相位調(diào)制裝置的所有光學(xué)元件所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正，則可以實(shí)現(xiàn)更高精度的相位調(diào)制。
在此情況中，優(yōu)選地，該波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面、第一光學(xué)元件以及第二光學(xué)元件中至少一個(gè)所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。由于通過反轉(zhuǎn)波陣面失真相位圖的符號(hào)生成該波陣面失真校正相位圖，所以可以可靠地對(duì)光的波陣面失真進(jìn)行校正。注意通過測(cè)量由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面、光源、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件中的一個(gè)或者多個(gè)一起引起的波陣面失真來獲得波陣面失真校正相位圖。
另選地，優(yōu)選地該波陣面失真校正相位圖包括用于校正由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的波陣面失真的第一波陣面失真校正相位圖、用于校正由光源所引起的波陣面失真的第二波陣面失真校正相位圖、以及用于校正由第一光學(xué)元件所引起的波陣面失真的第三波陣面失真校正相位圖中的至少一個(gè)。疊加裝置將第一、第二以及第三波陣面失真校正相位圖中的至少一個(gè)與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖?？梢詢H通過將該第一至第三波陣面失真校正相位圖中的一個(gè)或者多個(gè)與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，來校正由構(gòu)成該相位調(diào)制裝置的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)元件所引起的光波陣面失真。
在此情況中，優(yōu)選地，第一波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。優(yōu)選地，第二波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。優(yōu)選地，第三波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由第一光學(xué)元件所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。由于通過對(duì)波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成每個(gè)波陣面失真校正相位圖，所以可以可靠地校正光的波陣面失真。注意可以通過測(cè)量由對(duì)應(yīng)的光學(xué)元件所引起的波陣面失真而得到每個(gè)波陣面失真相位圖。
例如，優(yōu)選地，通過對(duì)表示由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，生成了第一波陣面失真校正相位圖。通過對(duì)表示由光源和第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，生成了第四波陣面失真校正相位圖。疊加裝置將第一波陣面失真校正相位圖和第四波陣面失真相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖。可以僅通過將第一波陣面失真校正相位圖和第四波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖疊加，來對(duì)由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面、光源、以及第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正。
在此情況中，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置還包括輸入裝置，該輸入裝置接收一第一波陣面失真校正相位圖，該圖是通過對(duì)表示從未被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所發(fā)出的光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的。該裝置包括測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置測(cè)量由光源和第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖。該裝置還包括生成裝置，該生成裝置反轉(zhuǎn)波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成第四波陣面失真校正相位圖。疊加裝置將第一和第四波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖。
可以僅反轉(zhuǎn)表示光源和第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)來生成第四波陣面失真校正相位圖。因此，可以僅通過將第四波陣面失真校正相位圖和第一波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，來校正由光源、第一光學(xué)元件以及電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的光波陣面失真。
本發(fā)明提供了一種相位調(diào)制方法，包括以下步驟提供預(yù)期相位圖；提供用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖；將預(yù)期相位圖與該波陣面失真校正相位圖疊加，以生成失真校正后相位圖；以及根據(jù)該失真校正后相位圖來驅(qū)動(dòng)電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，以對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明，分別準(zhǔn)備用于校正波陣面失真的波陣面失真校正相位圖和預(yù)期相位圖，并將二者疊加到一起，從而生成波陣面失真校正后相位圖。該波陣面失真校正后相位圖用于驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器。因此，可以精確地生成利用預(yù)期相位圖進(jìn)行相位調(diào)制的光，其中的波陣面失真得到了校正。此外，可以僅通過將波陣面失真校正相位圖和預(yù)期相位圖疊加到一起來容易地在短時(shí)間內(nèi)生成波陣面失真校正后相位圖。
優(yōu)選地，提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括反轉(zhuǎn)表示光波陣面失真的相位的波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成波陣面失真校正相位圖。由于可以僅通過反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)來生成波陣面失真校正相位圖，所以不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。因此，可以快速地生成波陣面失真校正相位圖。
在此情況中，優(yōu)選地，提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括接收波陣面失真校正相位圖。疊加步驟包括將所接收的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加?？梢詢H通過將所接收的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加而生成波陣面失真校正后相位圖，從而可以快速地生成波陣面失真校正后相位圖。
優(yōu)選地，提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括測(cè)量光的波陣面失真并且生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；并且反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成波陣面失真校正相位圖。疊加步驟包括將所生成的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加?？梢詢H通過測(cè)量波陣面失真并隨后反轉(zhuǎn)該波陣面失真的符號(hào)來生成波陣面失真校正相位圖。因此，不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，從而可以容易且快速地獲得波陣面失真校正相位圖。
在此情況中，該測(cè)量步驟包括重復(fù)測(cè)量光的波陣面失真，以生成表示波陣面失真的波陣面失真相位圖。該反轉(zhuǎn)步驟包括反轉(zhuǎn)波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而重復(fù)地生成波陣面失真校正相位圖。疊加步驟包括重復(fù)地將波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而重復(fù)地更新該波陣面失真校正后相位圖。該相位調(diào)制步驟包括根據(jù)重復(fù)更新的失真校正后相位圖來重復(fù)地驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，從而對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。不僅靜態(tài)波陣面失真而且動(dòng)態(tài)波陣面失真都可以進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。因此，可以生成對(duì)包括動(dòng)態(tài)波陣面失真的各種波陣面失真進(jìn)行校正的波陣面失真校正相位圖。由此可以生成具有更高精度的相位調(diào)制光。
優(yōu)選地，提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括測(cè)量從未被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所發(fā)出的光的波陣面失真；并且反轉(zhuǎn)表示所測(cè)得的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而生成第一波陣面失真校正相位圖。該疊加步驟包括將第一波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，從而生成失真校正后相位圖。
可以僅通過對(duì)表示從未被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸出/輸出表面發(fā)出的光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)來生成該第一波陣面失真校正相位圖。將該第一波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，從而可以在被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸出/輸出表面所發(fā)出的光的波陣面失真中，對(duì)由該調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正，以生成預(yù)期相位圖。
在此情況中，優(yōu)選地，提供波陣面失真校正相位圖的步驟還包括測(cè)量由光源和第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真；并且反轉(zhuǎn)表示所測(cè)得的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而生成第二波陣面失真校正相位圖。疊加步驟包括將第一波陣面失真校正相位圖和第二波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖疊加，從而生成失真校正后相位圖。該相位調(diào)制步驟包括將光源的光通過第一光學(xué)元件引到電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，然后根據(jù)該失真校正后相位圖驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，從而對(duì)該光進(jìn)行相位調(diào)制。
可以僅通過將表示由光源和第一光學(xué)元件所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)來生成第二波陣面失真校正相位圖。因此，可以僅通過將第二波陣面失真校正相位圖和第一波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加來校正由光源、第一光學(xué)元件以及電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器的輸入/輸出表面所引起的光波陣面失真。
本發(fā)明提供了一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序，該程序包括準(zhǔn)備預(yù)期相位圖的處理；準(zhǔn)備用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖的處理；以及將預(yù)期相位圖和該波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加從而生成校正后相位圖的處理。
計(jì)算機(jī)執(zhí)行該程序，以僅將該波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，從而獲得波陣面失真校正后相位圖。因此，可以通過執(zhí)行簡(jiǎn)單的計(jì)算而快速地生成波陣面失真校正后相位圖。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的程序還包括以下處理將表示光波陣面失真的相位的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而生成波陣面失真校正相位圖。由于可以僅通過反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)來生成該波陣面失真校正相位圖，所以不需要復(fù)雜的計(jì)算?？梢钥焖偕刹嚸媸д嫘Ｕ辔粓D。
本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)有由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)存儲(chǔ)了以下處理準(zhǔn)備預(yù)期相位圖；準(zhǔn)備用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖；以及將預(yù)期相位圖與波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而生成失真校正后相位圖。當(dāng)計(jì)算機(jī)從本發(fā)明的記錄介質(zhì)中讀取程序時(shí)，計(jì)算機(jī)可以迅速并且精確地生成用以對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制的波陣面失真校正相位圖。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)還存儲(chǔ)了使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下處理的程序?qū)⒈硎竟獠嚸媸д娴南辔坏牟嚸媸д嫦辔粓D的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而生成波陣面失真校正相位圖。計(jì)算機(jī)可以僅通過將波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)來生成波陣面失真校正相位圖。因此，不需要復(fù)雜的計(jì)算。因此，可以快速地生成波陣面失真校正相位圖。
另選地，根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)最好存儲(chǔ)有波陣面失真校正相位圖數(shù)據(jù)。然后，當(dāng)計(jì)算機(jī)讀取該程序以及該波陣面失真校正相位圖數(shù)據(jù)時(shí)，該計(jì)算機(jī)可以快速地執(zhí)行將波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加的處理。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)例的激光處理裝置的配置的框圖；圖2是圖1所示激光處理裝置中的控制器的框圖；圖3是顯示圖1所示激光處理裝置中所包含的相位調(diào)制模塊的配置的圖；圖4是圖2所示控制器的功能框圖；圖5是在本發(fā)明的第一實(shí)例中將CGH圖形H(x，y)和相位失真校正圖形C1(x，y)進(jìn)行疊加以生成波陣面失真校正后圖形H′(x，y)的示意圖；圖6是顯示在一給定x坐標(biāo)位置處相位失真圖形Φ1(x，y)在y軸方向的相位分布，以及在一給定x坐標(biāo)位置處相位失真校正圖形C1(x，y)在y軸方向的相位分布的一維示意圖；圖7(A)是說明在本發(fā)明第一實(shí)施例中所執(zhí)行的調(diào)制的流程圖；圖7(B)是說明在圖7(A)所示調(diào)制過程中所執(zhí)行的圖形疊加處理的流程圖；圖8是說明在本發(fā)明的第一實(shí)施例中在激光處理裝置中設(shè)有光束采樣器和波陣面檢測(cè)器以生成失真校正圖形的框圖；圖9(A)是說明在本發(fā)明的第一實(shí)施例中生成失真校正圖形的處理的流程圖；圖9(B)是說明在圖9(A)所示的失真圖形生成處理中失真校正后圖形的計(jì)算步驟的流程圖；圖10是說明在本發(fā)明第一實(shí)施例的第二變型例中在激光處理裝置中設(shè)有光束采樣器和波陣面檢測(cè)器以生成失真校正圖形的框圖；
圖11是說明在本發(fā)明第一實(shí)施例的第三至第五變型例中將一測(cè)量裝置連接到激光處理裝置以生成失真校正圖形的框圖；圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的激光處理裝置的配置和功能的框圖；圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的激光處理裝置的配置和功能的框圖；圖14(A)顯示了在本發(fā)明的第三實(shí)施例中對(duì)利用經(jīng)過了波陣面失真校正的相位失真校正后圖形H′(x，y)所生成的相位調(diào)制光進(jìn)行傅立葉變換而得到的圖像；圖14(B)是顯示通過對(duì)利用未經(jīng)過波陣面校正的CGH圖形H(x，y)所生成的相位調(diào)制光進(jìn)行傅立葉變換而得到的圖形的圖像；圖15是說明本發(fā)明第四實(shí)施例中生成失真校正圖形和調(diào)制光的處理的流程圖；以及圖16是顯示用于根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的飛秒激光器中的波形整形裝置的配置的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法進(jìn)行說明。
在附圖中相同的部件采用相同的標(biāo)記來表示，不再重復(fù)說明。
(第一實(shí)施例)將結(jié)合圖1到9(B)對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的激光處理裝置和激光處理方法進(jìn)行說明。
本實(shí)施例涉及激光處理裝置和激光處理方法，其中利用具有任何預(yù)期圖形的激光束來對(duì)處理目標(biāo)T進(jìn)行處理。
如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例的激光處理裝置1包括讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30、相位調(diào)制模塊40、傅立葉透鏡50以及控制器60。
讀出光源10由He-Ne激光器構(gòu)成，以生成相干讀出光。從讀出光源10發(fā)出的讀出光在橫截面內(nèi)具有幾乎均勻的相位分布。該讀出光是偏振面平行于圖1平面的線偏振光。
空間濾光片20從讀出光中除去多余的衍射波和多余的反射波?？臻g濾光片20還從該讀出光中除去由于缺陷和灰塵所引起的衍射波和散射波。
準(zhǔn)直透鏡30對(duì)從空間濾光片20射出的讀出光進(jìn)行準(zhǔn)直以生成平行讀出光。
相位調(diào)制模塊40是電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器，用以對(duì)從準(zhǔn)直透鏡30射出的讀出光進(jìn)行相位調(diào)制。
傅立葉透鏡50對(duì)已經(jīng)由相位調(diào)制模塊40進(jìn)行了相位調(diào)制的讀出光進(jìn)行空間傅立葉變換。將處理目標(biāo)T設(shè)置在傅立葉透鏡50的傅立葉平面上。因此，該讀出光被首先從光源10通過空間濾光片20和準(zhǔn)直透鏡30而導(dǎo)向相位調(diào)制模塊40。然后讀出光從相位調(diào)制模塊40經(jīng)過傅立葉透鏡50被導(dǎo)向處理目標(biāo)T。
控制器60包括個(gè)人計(jì)算機(jī)，用以控制相位調(diào)制模塊40。
如圖2所示，控制器60包括硬盤驅(qū)動(dòng)器61、CPU 62、ROM 64、RAM 63、用于從記錄介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)的讀取設(shè)備65、輸入/輸出(I/O)接口66、以及網(wǎng)絡(luò)控制單元(NCU)67，它們通過總線相互連接。
硬盤驅(qū)動(dòng)器61預(yù)先存儲(chǔ)有以下程序用于生成失真校正圖形的程序、用于生成失真校正后圖形的程序、以及用于驅(qū)動(dòng)該模塊的程序。稍后將對(duì)這些程序進(jìn)行說明。
CPU 62控制控制器60的所有操作以執(zhí)行各種程序，如用于生成失真校正圖形的程序、用于生成失真校正后圖形的程序、以及用于驅(qū)動(dòng)該模塊的程序。
設(shè)置RAM 63用以存儲(chǔ)當(dāng)CPU 62執(zhí)行任何程序時(shí)CPU 62所生成的數(shù)據(jù)。
ROM 64預(yù)先存儲(chǔ)有各種程序和數(shù)據(jù)。ROM 64可以存儲(chǔ)用于生成失真校正圖形的程序、用于生成失真校正后圖形的程序、以及用于驅(qū)動(dòng)該模塊的程序。
將讀取設(shè)備65配置為從記錄介質(zhì)(如軟盤、CD-ROM、以及DVD)中讀取程序和數(shù)據(jù)，以將這些程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。例如，將用于生成失真校正圖形的程序和用于生成失真校正后圖形的程序存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中，如軟盤、CD-ROM或DVD。在此情況中，讀取設(shè)備65從記錄介質(zhì)中讀取程序，以將這些程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
相位調(diào)制模塊40與輸入/輸出(I/O)接口66相連。稍后將說明的波陣面檢測(cè)器210(圖8)可以與輸入/輸出(I/O)接口66相連。另外，諸如鍵盤和鼠標(biāo)的輸入裝置(未示出)以及諸如顯示器以及打印機(jī)的輸出裝置(未示出)與輸入/輸出(I/O)接口66相連。
諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)68連接到網(wǎng)絡(luò)控制單元。因此，可以從諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)68下載用于生成失真校正圖形的程序和用于生成失真校正后圖形的程序，并將這些程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
將結(jié)合圖3對(duì)相位調(diào)制模塊40進(jìn)行說明。
如圖3所示，相位調(diào)制模塊40包括寫入光源110、準(zhǔn)直透鏡120、液晶顯示器(下文將其稱為“LCD”)130，中繼透鏡140、以及平行對(duì)準(zhǔn)式向列型液晶空間光調(diào)制器(下文將其稱為“PAL-SLM”)150。
將寫入光源110設(shè)計(jì)為生成在橫截面內(nèi)具有均勻強(qiáng)度分布的寫入光。例如，由激光二極管(LD)構(gòu)成寫入光源110。
準(zhǔn)直透鏡120對(duì)從寫入光源110發(fā)出的寫入光進(jìn)行準(zhǔn)直，以生成平行光。
LCD 130是透射型電尋址強(qiáng)度調(diào)制空間光調(diào)制器。當(dāng)在尋址模式中利用預(yù)期圖形進(jìn)行電子驅(qū)動(dòng)時(shí)，LCD 30對(duì)從準(zhǔn)直透鏡120發(fā)出的寫入光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，以生成在橫截面內(nèi)具有預(yù)期圖形的強(qiáng)度分布的強(qiáng)度調(diào)制光。
LCD 130由光入射層130a、光傳送層130b、像素構(gòu)造層130c、扭曲向列型液晶層130d以及對(duì)向電極層130e構(gòu)成。像素構(gòu)造層130c夾在光入射層130a和光傳送層130b之間。光入射層130a由透明玻璃基板和玻璃板的外表面上的偏振片組成。同樣地，光傳送層130b由透明玻璃基板和玻璃板外表面上的偏振片組成。像素構(gòu)造層130c具有多個(gè)透明像素電極。透明像素電極在垂直于準(zhǔn)直透鏡120的光軸的平面內(nèi)(該平面是垂直于圖3平面的xy平面，其中x軸垂直于圖3的平面，而y軸平行于圖3的平面)按規(guī)定的間距P以二維矩陣形式排列。注意，每個(gè)透明像素電極的位置由xy平面內(nèi)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)(x，y)確定。
在上述配置的LCD 130中，將光入射層130a設(shè)置為面對(duì)準(zhǔn)直透鏡120而將光傳送層130b設(shè)置為面對(duì)中繼透鏡140。像素構(gòu)造層130c與控制器60連接。當(dāng)控制器60的控制單元60g(稍后描述)在尋址模式中利用預(yù)期圖形對(duì)像素構(gòu)造層130c的透明像素電極進(jìn)行電子驅(qū)動(dòng)時(shí)，該扭曲向列型液晶顯示器130d中的液晶分子根據(jù)該預(yù)期圖形而改變其方向。
當(dāng)從準(zhǔn)直透鏡120射出的寫入光通過光入射層130a的偏振片而入射到該扭曲向列型液晶顯示器130d上時(shí)，光的偏振發(fā)生改變。當(dāng)該寫入光通過光傳送層130b的偏振片時(shí)該寫入光被轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度調(diào)制光。因此，LCD130可以輸出在橫截面內(nèi)具有預(yù)期圖形的強(qiáng)度分布的強(qiáng)度調(diào)制光。
中繼透鏡140將LCD 130輸出的強(qiáng)度調(diào)制光傳送到PAL-SLM 150。中繼透鏡140具有位于LCD 130側(cè)的數(shù)值孔徑NAL。該數(shù)值孔徑NAL的值滿足關(guān)系式1/2P＜NAL/λ＜1/P，其中P為L(zhǎng)CD 130的像素間距，而λ為寫入光源110的寫入光的波長(zhǎng)。然后，中繼透鏡140可以消除空間頻率1/P的信號(hào)分量，其來源于LCD 130的像素構(gòu)造層130c，并且可以高精度地將LCD 130上所顯示的強(qiáng)度圖形傳給PAL-SLM 150。
該P(yáng)AL-SLM 150是反射型光尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器。由中繼透鏡140所發(fā)出的強(qiáng)度調(diào)制光對(duì)該P(yáng)AL-SLM 150進(jìn)行光尋址，以對(duì)通過準(zhǔn)直透鏡30的讀出光進(jìn)行相位調(diào)制。因此，該P(yáng)AL-SLM 150生成在橫截面中具有預(yù)期圖形的相位分布的相位調(diào)制光。PAL-SLM 150由寫入側(cè)透明基板150a、讀出側(cè)透明基板150b、透明電極150c、光電導(dǎo)層150d、反射鏡層150e、液晶層150f、以及另一個(gè)透明電極150g組成。透明電極150c夾在寫入側(cè)透明基板150a和讀出側(cè)透明基板150b之間。該讀出側(cè)透明基板150b確定了讀出光的入射和出射面。該基板150b由諸如玻璃的透明材料制成。
將透明電極150c和150g電連接到AC電源(未示出)。光電導(dǎo)層150d由非晶硅制成。液晶層150f包括向列型液晶，其分子水平朝向。液晶分子根據(jù)施加到層150f上的電壓而在特定的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而改變?cè)撘壕?50f的折射率。
如此配置的PAL-SLM 150具有面對(duì)中繼透鏡140的寫入側(cè)透明基板150a，以及面對(duì)準(zhǔn)直透鏡30和傅立葉透鏡50的讀出側(cè)透明基板150b。此外，將PAL-SLM 150定位為使得從準(zhǔn)直透鏡30射出的讀出光傾斜地入射在讀出側(cè)透明基板150b上。即，讀出光相對(duì)于入射光的光軸I成預(yù)定的入射角θ而傾斜地入射到讀出側(cè)透明基板150b上。在讀出光被反射鏡層150e反射后，讀出光以與入射角相同的反射角θ沿反射光軸O從讀出側(cè)透明基板150b傾斜地射出，到達(dá)傅立葉透鏡50。注意將該讀出光源10定向?yàn)槭沟迷撟x出光、或者線偏振光P入射到PAL-SAL 150上作為p偏振光束。在該P(yáng)AL-SLM 150中，將液晶層150f中的液晶分子定向?yàn)榛旧掀叫杏谧x出光的偏振面。因此，液晶分子根據(jù)施加到該液晶層150f上的電壓而旋轉(zhuǎn)的預(yù)定平面基本與讀出光的法向面平行。(注意該法向面是圖3的平面，包含讀出光的入射光軸I，其反射光軸O，以及該反射鏡層150e的法線。)當(dāng)從LCD 130發(fā)出的強(qiáng)度調(diào)制光通過中繼透鏡140而入射并聚焦在光電導(dǎo)層150d上時(shí)，該光電導(dǎo)層150d的非晶硅的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變施加到液晶分子上的電壓。因此，該光電導(dǎo)層150d展示出電控雙折射(ECB)效應(yīng)，其中液晶分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)而改變液晶層150f的雙折射率。因此，當(dāng)通過了準(zhǔn)直透鏡30的讀出光在液晶層150f中傳播時(shí)，其被進(jìn)行了相位調(diào)制。該讀出光在反射鏡層150e被反射，再次在液晶層150f中傳播，并且作為相位調(diào)制光從PAL-SLM射出。該相位調(diào)制光的相位分布具有波陣面失真，該波陣面失真對(duì)應(yīng)于從LCD 130射出的強(qiáng)度調(diào)制光的強(qiáng)度分布。從該P(yáng)AL-SLM 150射出的相位調(diào)制光在傅立葉透鏡50中經(jīng)過空間傅立葉變換，聚焦在處理目標(biāo)T上。
例如，在PCT公報(bào)WO00/34823中詳細(xì)說明了PAL-SLM 150和相位調(diào)制模塊40的結(jié)構(gòu)。
如圖4中的功能框圖所示，控制器60包括圖形存儲(chǔ)單元60a、失真圖形存儲(chǔ)單元60b、失真校正圖形生成單元60c、失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d、疊加單元60e、失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f、控制單元60g、失真圖形輸入單元60h、圖形輸入單元60i、以及圖形生成單元60j。在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中構(gòu)成了圖形存儲(chǔ)單元60a、失真圖形存儲(chǔ)單元60b、失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d以及失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f。
失真校正圖形生成單元60c由CPU 62控制，以執(zhí)行用于生成失真校正圖形的程序，以生成失真校正圖形。疊加單元60e由CPU 62控制，以執(zhí)行用于生成失真校正后圖形的程序，從而對(duì)各個(gè)圖形進(jìn)行疊加(稍后將說明)?？刂茊卧?0g由CPU 62來控制，以執(zhí)行用于驅(qū)動(dòng)該模塊的程序，從而驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40。失真圖形輸入單元60h包括輸入/輸出(I/O)接口66。圖形輸入單元60i包括讀取設(shè)備65和NCU 67中的任意一個(gè)。圖形生成單元60j由CPU 62控制，以執(zhí)行圖像生成程序，以生成預(yù)期的相位圖。
圖形存儲(chǔ)單元60a用于存儲(chǔ)表示預(yù)期相位圖的數(shù)據(jù)H(x，y)，根據(jù)該預(yù)期相位圖而對(duì)處理目標(biāo)T進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，預(yù)期相位圖數(shù)據(jù)表示計(jì)算機(jī)生成的全息圖(下文稱為“CGH圖形”)。CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)表示相位值(即，相位調(diào)制量)，根據(jù)該相位值，在相位調(diào)制模塊40的LCD130的像素構(gòu)造層130c中透明像素電極的各個(gè)位置(x，y)對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
更具體地，CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)包括用于每個(gè)像素(x，y)的相位值，如圖5所示。例如，對(duì)于左上角的位置(0，0)處的像素的CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)為2.5π，而對(duì)于該像素右側(cè)緊鄰的像素的CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)為3.4π。在圖5中，相位值為0的像素具有黑色，相位值為2π的像素具有白色，相位值為0至2π的像素具有灰色。在圖5中，任何相位值等于或大于2π或具有負(fù)相位值的像素被相位值處于0至2π范圍內(nèi)(這是相位值除以2π而得到的余數(shù))的像素替換。
注意該CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)是在CPU 62(圖形生成單元60j)執(zhí)行圖像程序時(shí)所生成的數(shù)據(jù)。另選地，可以通過圖形輸入單元60i從外部輸入CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)。在此情況中，CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)已經(jīng)存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM或者DVD的記錄介質(zhì)中，或者已經(jīng)上載到網(wǎng)絡(luò)68上。讀取設(shè)備65或者NCU 67(即圖形輸入單元60i)從記錄介質(zhì)或者網(wǎng)絡(luò)68接收該CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)，以將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到圖形存儲(chǔ)單元60a中。
設(shè)置失真圖形存儲(chǔ)單元60b以存儲(chǔ)表示已通過準(zhǔn)直透鏡30的讀出光的相位失真圖形Φ1(x，y)的數(shù)據(jù)。從讀出光源10發(fā)出的讀出光在波陣面中具有靜態(tài)相位失真，該靜態(tài)相位失真是由讀出光源10的結(jié)構(gòu)而引起的。此外，當(dāng)讀出光通過空間濾光片20和準(zhǔn)直透鏡30時(shí)，由于空間濾光片20和準(zhǔn)直透鏡30的像差，會(huì)在讀出光的波陣面中發(fā)生靜態(tài)相位失真。因此，由于包括讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30的光學(xué)系統(tǒng)，從準(zhǔn)直透鏡30射出的讀出光具有如圖4中的曲線所示的波陣面失真。失真圖形存儲(chǔ)單元60b存儲(chǔ)表示波陣面失真的相位失真圖形Φ1(x，y)。注意“(x，y)”表示垂直于讀出光的光軸的平面中的點(diǎn)。該點(diǎn)(x，y)對(duì)應(yīng)于設(shè)置在LCD 130的像素構(gòu)造層130c中的各透明像素電極的位置。即，相位失真圖形Φ1(x，y)表示各個(gè)位置(x，y)的相位值，并且定義了讀出光的波陣面失真，即波陣面的超前和延遲部分的分布(即圖4中的曲線)。
通過輸入/輸出(I/O)接口66(更確切地，失真圖形輸入單元60h)輸入該相位失真圖形Φ1(x，y)的數(shù)據(jù)。換言之，輸入/輸出(I/O)接口66(失真圖形輸入單元60h)從下面描述的波陣面檢測(cè)器210接收關(guān)于相位失真圖形Φ1(x，y)的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中。
失真校正圖形生成單元60c根據(jù)表示存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中的波陣面失真圖形Φ1(x，y)的數(shù)據(jù)來生成相位失真校正圖形C1(x，y)的數(shù)據(jù)，用以消除該波陣面失真圖形。更確切地，失真校正圖形生成單元60c計(jì)算與圖形Φ1(x，y)相反的圖形-Φ1(x，y)，將相位失真圖形-Φ1(x，y)設(shè)定為相位失真校正圖形C1(x，y)。相應(yīng)地，相位失真校正圖形C1(x，y)表示了各個(gè)位置(x，y)的相位值。
如上所述，相位失真校正圖形C1(x，y)是用于延遲波陣面Φ1(x，y)的超前部分并且前移其滯后部分的圖形，該圖形顯示為圖4中的曲線。假設(shè)相位失真圖形Φ1(x，y)具有沿y軸方向在給定的x坐標(biāo)位置處發(fā)生失真的分布，如圖6所示。然后，生成相位失真校正圖形C1(x，y)，從而可以通過將相位失真圖形Φ1(x，y)與相位失真校正圖形C1(x，y)進(jìn)行疊加而生成如圖6中所示的平面波。如圖5所示，相位失真校正圖形C1(x，y)在左上角的位置(0，0)具有值3.5π，而在與其相鄰的右側(cè)位置(1，0)具有另一值2.1π。
將失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d設(shè)計(jì)為存儲(chǔ)由失真校正圖形生成單元60c所生成的相位失真校正圖形C1(x，y)的數(shù)據(jù)。
疊加單元60e將圖形存儲(chǔ)單元60a中所存儲(chǔ)的CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)與失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中所存儲(chǔ)的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)疊加，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)的數(shù)據(jù)。即，疊加單元60e進(jìn)行H′(x，y)＝H(x，y)+C1(x，y)的運(yùn)算。
更具體地，疊加單元60e對(duì)于各個(gè)像素位置(x，y)將CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)與相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)進(jìn)行疊加，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)，如圖5所示。在如此生成的相位失真校正后圖形H′(x，y)中，位置(0，0)，或者左上角處，具有相位值6π(＝2.5π+3.5π)，并且位置(1.0)具有相位值5.5π(＝3.4π+2.1π)。
由于讀出光是連續(xù)的波，所以即使波陣面偏移了一個(gè)波長(zhǎng)或者2π相位，疊加單元60e的輸出也不會(huì)發(fā)生變化。因此，當(dāng)相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)對(duì)于各個(gè)像素(x，y)具有負(fù)相位值或者等于或大于2π的相位值時(shí)，疊加單元60e執(zhí)行轉(zhuǎn)換處理(下文中稱之為“相位折疊處理”)。在相位折疊處理中，各個(gè)像素的相位值替換成了該相位值除以2π而得到的余數(shù)。例如，像素位置(0，0)處的相位值H′(0，0)＝6π轉(zhuǎn)換為H′(0，0)＝0。像素位置(1，0)處的相位值H′(1，0)＝5.5π轉(zhuǎn)換為H′(1，0)＝1.5π。為找到將負(fù)相位值除以2π得到的余數(shù)，首先求得負(fù)相位的絕對(duì)值，并求得一個(gè)最小正值，該最小正值加到該絕對(duì)值上時(shí)能得到2π的整數(shù)倍。例如，如果像素位置(2，0)的相位值H′(2，0)為-0.3π，則相位值H′(2，0)被轉(zhuǎn)換為1.7π。在本實(shí)施例中，疊加單元60e進(jìn)行相位折疊處理。因此，即使PAL-SLM 150不能進(jìn)行2π或者更大相位值的相位調(diào)制，利用將相位值除以2π而得到的余數(shù)，PAL-SLM 150還是可以執(zhí)行基本上相同的相位調(diào)制。
失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f用于存儲(chǔ)由疊加單元60e所生成的失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)。
控制單元60g根據(jù)在失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f中所存儲(chǔ)的失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)集成在模塊40中的LCD130。
下面結(jié)合圖7(A)對(duì)上述配置的激光處理裝置1的調(diào)制(處理)進(jìn)行說明。
當(dāng)用戶通過控制器60的輸入設(shè)備來指示激光處理裝置1進(jìn)行工作時(shí)，疊加單元60e開始疊加圖形(S1)。
下面結(jié)合圖7(B)對(duì)圖形疊加處理(S1)進(jìn)行說明。
在圖形疊加處理中，CPU 62首先從圖形存儲(chǔ)單元60a中讀取預(yù)期CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)(步驟S2)。
CPU 62然后從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)(步驟S3)。
然后，CPU 62將CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)與相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)進(jìn)行疊加，從而生成相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)(＝H(x，y)+C1(x，y))(步驟S4)。如果各個(gè)像素(x，y)的相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)的值是負(fù)值或者是等于或大于2π的值，則疊加單元60e執(zhí)行相位折疊處理，其中該值被替換成了該相位值除以2π而得到的余數(shù)。
如上所述，得到了相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)。將此數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f中(步驟S5)。
由此，完成了圖形疊加處理(S1)。
此后，在步驟S7中CPU 62執(zhí)行驅(qū)動(dòng)處理，以驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40。更具體地，CPU 62根據(jù)相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)LCD 130的像素構(gòu)造層130c中像素位置(x，y)處的各個(gè)透明像素電極。同時(shí)，打開寫入光源110和讀出光源10。LCD 130生成具有相位失真校正后圖形H′(x，y)的強(qiáng)度分布的強(qiáng)度調(diào)制光。該強(qiáng)度調(diào)制光通過中繼透鏡140傳播到PAL-SLM 150的光電導(dǎo)層150d。PAL-SLM 150由在橫截面內(nèi)具有相位失真校正后圖形H′(x，y)的強(qiáng)度分布的強(qiáng)度調(diào)制光進(jìn)行光尋址。在橫截面內(nèi)具有相位失真圖形Φ1(x，y)的波陣面失真的讀出光通過準(zhǔn)直透鏡30到達(dá)PAL-SLM 150。PAL-SLM 150利用相位失真校正后圖形H′(x，y)對(duì)讀出光進(jìn)行相位調(diào)制，從而生成具有CGH圖形H(x，y)的初始波陣面的相位調(diào)制光。
也就是說，PAL-SLM 150利用相位失真校正后圖形H′(x，y)對(duì)具有相位失真圖形Φ1(x，y)的波陣面失真的讀出光進(jìn)行相位調(diào)制，以進(jìn)行相位分布的疊加，該疊加由以下方程(1)表示Φ1(x，y)+H′(x，y)＝Φ1(x，y)+{C1(x，y)+H(x，y)}(1)＝Φ1(x，y)+{-Φ1(x，y)+H(x，y)}＝H(x，y)因此，PAL-LSM 150生成具有預(yù)期CGH圖形H(x，y)的相位分布的讀出光。該讀出光通過傅立葉透鏡50，在處理目標(biāo)H上形成對(duì)應(yīng)于CGH圖形H(x，y)的預(yù)期圖形。
注意用于生成失真校正后圖形的程序是由執(zhí)行圖形疊加處理(S1)的程序構(gòu)成的。還應(yīng)該注意的是，用于驅(qū)動(dòng)該模塊的程序是由執(zhí)行步驟S7的程序構(gòu)成的。
如上所述，在本實(shí)施例中，預(yù)先將相位失真校正圖形C1(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。因此，可以僅通過從存儲(chǔ)單元60d中讀取圖形C1(x，y)并將圖形C1(x，y)與預(yù)期圖形H(x，y)疊加來獲得相位失真校正后圖形H′(x，y)。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得相位失真校正后圖形H′(x，y)。所以可以對(duì)相位失真校正后圖形H′(x，y)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
即使讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30是不具有高精度的光學(xué)元件，當(dāng)相位調(diào)制模塊40由相位失真校正后圖形H′(x，y)來驅(qū)動(dòng)時(shí)，該相位調(diào)制模塊40仍然可以有效地生成利用預(yù)期相位圖H(x，y)進(jìn)行相位調(diào)制的光。因此，不需要昂貴的光學(xué)元件。此外，可以使激光處理裝置1的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，從而可以低成本地制造激光處理裝置1。
在本實(shí)施例中，激光處理裝置1在開始處理該處理目標(biāo)之前執(zhí)行失真校正圖形形成處理。即，測(cè)量從準(zhǔn)直透鏡30射出的讀出光的波陣面失真，從而生成相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)。然后生成相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)＝-Φ1(x，y)，以將其存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。
以下將結(jié)合圖8到圖9(B)對(duì)失真校正圖形形成處理進(jìn)行說明。
為生成失真校正圖形，用戶在激光處理裝置1中設(shè)置光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210，如圖8所示。在圖8中，為方便理解，僅顯示了失真圖形輸入單元60h和控制單元60g，而沒有示出控制器60的其它部件60a到60f、60i以及60j。
將光束采樣器200配置為反射一部分入射光，并且允許入射光的其余部分從中通過。在本實(shí)施例中，將光束采樣器200設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡30的下游。光束采樣器200反射一部分通過了準(zhǔn)直透鏡30的讀出光，并且使讀出光的其余部分可以從中通過到達(dá)相位調(diào)制模塊40。
波陣面檢測(cè)器210測(cè)量入射光的波陣面。例如，檢測(cè)器210包括公知的Shack-Hartmann傳感器。Shack-Hartmann傳感器由透鏡陣列、二維檢測(cè)器、以信號(hào)處理單元(未示出)構(gòu)成。該透鏡陣列采集光。該二維檢測(cè)器將會(huì)聚在透鏡陣列上的光轉(zhuǎn)變成圖像信號(hào)。信號(hào)處理單元處理圖像信號(hào)，以生成表示光的波陣面圖形的數(shù)據(jù)。將按上述配置的波陣面檢測(cè)器210設(shè)置在能接收光束采樣器200所反射的光的位置處。檢測(cè)器210檢測(cè)入射光的波陣面，以生成表示波陣面失真的相位失真圖形數(shù)據(jù)。波陣面檢測(cè)器210的信號(hào)處理單元連接到控制器60的輸入/輸出(I/O)接口66(失真圖形輸入單元60h)，從而可以將檢測(cè)器210生成的相位失真圖形數(shù)據(jù)輸入到控制器60中。該波陣面檢測(cè)器210可以由干涉儀構(gòu)成。
當(dāng)用戶將波陣面檢測(cè)器210安裝在激光處理裝置1中后，啟動(dòng)如圖9(A)所示的測(cè)量處理(步驟S10)。即，用戶開始驅(qū)動(dòng)讀出光源10。光束采樣器200反射一部分從準(zhǔn)直透鏡30射出的讀出光，將所反射的光導(dǎo)向波陣面檢測(cè)器210。波陣面檢測(cè)器210測(cè)量入射讀出光的波陣面，以生成表示光的波陣面失真的相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)。然后通過失真圖形輸入單元60h將該相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中。當(dāng)波陣面檢測(cè)器210完成對(duì)讀出光的波陣面的測(cè)量時(shí)，關(guān)閉讀出光源10。
然后，控制器60啟動(dòng)圖形計(jì)算處理(步驟S20)。
以下結(jié)合圖9(B)對(duì)圖形計(jì)算處理進(jìn)行說明。
在圖形計(jì)算處理中，失真校正圖形生成單元60c從失真圖形存儲(chǔ)單元60b中讀取相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)。單元60c然后將相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)的符號(hào)反轉(zhuǎn)，從而生成相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)(步驟S26)。即，失真校正圖形生成單元60c執(zhí)行C1(x，y)＝-Φ1(x，y)的運(yùn)算，以得到相位失真校正圖形C1(x，y)。
將該相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中(步驟S28)。這樣，圖形計(jì)算處理(圖9(A)中所示的步驟S20)結(jié)束，并且失真校正圖形生成處理也結(jié)束。用戶從激光處理裝置1中移去光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210，以使系統(tǒng)返回到如圖1所示的狀態(tài)。
如上所述，在本實(shí)施例中，激光處理裝置1首先測(cè)量相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)，然后生成相位失真校正圖形C1(x，y)，將所生成的圖形C1(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。
應(yīng)該注意的是，用于生成失真校正圖形的程序包括用于執(zhí)行圖形計(jì)算處理S20(即，圖9(B)中所示的步驟S20)的程序。
(第一變型例)以下將對(duì)本實(shí)施例的第一變型例進(jìn)行說明。
如上所述，激光處理裝置1具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)。僅在執(zhí)行失真校正圖形形成處理(圖9(A)、圖9(B))時(shí)，才在激光處理裝置1中加入光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210，如圖8所示。另選地，可以使激光處理裝置1一直具有圖8所示的結(jié)構(gòu)。即，如圖8所示，可以將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210安裝在激光處理裝置1中。在此情況中，具有如圖8所示結(jié)構(gòu)的激光處理裝置1執(zhí)行失真校正圖形形成處理(圖9(A)、圖9(B))，然后執(zhí)行相位調(diào)制(圖7(A)、圖7(B))。光束采樣器200通過大部分讀出光并將其導(dǎo)向相位調(diào)制模塊40，使得相位調(diào)制模塊40可以對(duì)讀出光源10發(fā)出的大部分讀出光進(jìn)行相位調(diào)制。因此，讀出光的光路中的光束采樣器200不會(huì)阻礙目標(biāo)的處理。
(第二變型例)如圖1中的虛線所示，由于設(shè)置在PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b低的表面精度，導(dǎo)致讀出光的波陣面可能具有靜態(tài)相位失真。更確切地，當(dāng)讀出光通過PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b時(shí)發(fā)生失真?？紤]到此，可以預(yù)先對(duì)由于讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及PAL-SLM 150所引起的靜態(tài)波陣面失真進(jìn)行測(cè)量，并將其消除。
在該變型例中，在生成波陣面失真校正圖形的處理中(圖9(A))，將光束采樣器200設(shè)置在相位調(diào)制模塊40的下游，以將從PAL-SLM 150發(fā)出的部分讀出光反射到波陣面檢測(cè)器210，如圖10所示。在此情況中，執(zhí)行如圖9(A)所示的測(cè)量處理(S10)。和圖8一樣，在圖10中僅顯示了失真圖形輸入單元60h和控制單元60g。沒有顯示控制器60的其它部件60a到60f、60i以及60j。
當(dāng)在S10中波陣面檢測(cè)器210檢測(cè)波陣面失真時(shí)，控制單元60g保持相位調(diào)制模塊40關(guān)閉。即，控制單元60g不向LCD 130提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，關(guān)閉寫入光源110，并且不將來自AC電源(未示出)的電壓提供給PAL-SLM 150。這阻止了PAL-SLM 150的液晶層150f對(duì)讀出光進(jìn)行相位調(diào)制。因此波陣面檢測(cè)器210可以檢測(cè)到由于讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真(下文中稱其為“Φ2(x，y)”。波陣面檢測(cè)器210通過失真圖形輸入單元60h將所檢測(cè)的相位失真圖形Φ2(x，y)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中。
最好不在測(cè)量處理S10(圖9(A))期間對(duì)相位調(diào)制模塊40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。假設(shè)相位調(diào)制模塊40是開啟的。即，如果將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給LCD 130，從而開啟寫入光源110，并且將AC電壓提供給PAL-SLM 150，則該LCD130將生成表示一種圖形的強(qiáng)度調(diào)制光，使得該P(yáng)AL-SLM 150根據(jù)該強(qiáng)度調(diào)制光來處理讀出光的波陣面，以生成對(duì)應(yīng)于該強(qiáng)度調(diào)制光的相位圖(波陣面失真)。在此情況中，波陣面檢測(cè)器210對(duì)疊加在一起的、由于光學(xué)元件10到30以及150而生成的波陣面失真以及由于出現(xiàn)在LCD 130上的圖案而導(dǎo)致的波陣面失真進(jìn)行檢測(cè)。換言之，檢測(cè)器210不能獨(dú)立于由該圖案所導(dǎo)致的波陣面失真而僅檢測(cè)由于元件10到30和150導(dǎo)致的波陣面失真。
在圖9(B)的圖形計(jì)算處理中，在步驟S26中失真校正圖形生成單元60c從失真圖形存儲(chǔ)單元60b中讀取相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ2(x，y)，以計(jì)算圖形數(shù)據(jù)Φ2(x，y)的反轉(zhuǎn)圖形C2(x，y)(＝-Φ2(x，y))。在步驟S28中，將反轉(zhuǎn)圖形C2(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中，作為相位失真校正圖形。這樣，在圖形計(jì)算處理(S20)結(jié)束后，將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210從激光處理裝置1中取走。然后該激光處理裝置1返回到圖1所示的狀態(tài)。
在相位調(diào)制(圖7(A)、圖7(B))中，疊加單元60e將相位失真校正圖形C2(x，y)與預(yù)期CGH圖形H(x，y)進(jìn)行疊加，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)(S1)。根據(jù)所生成的相位失真校正后圖形H′(x，y)生成LCD130的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40(S7)。
在此變型例中，波陣面檢測(cè)器210檢測(cè)由于讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及PAL-SLM 150的讀出側(cè)基板150b所導(dǎo)致的相位失真圖形Φ2(x，y)。為消除圖形Φ2(x，y)，生成相位失真校正圖形C2(x，y)，以將其與預(yù)期CGH圖形H(x，y)進(jìn)行疊加，從而得到相位失真校正后圖形H′。利用相位失真校正后圖形H′(x，y)來驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40，使得可以產(chǎn)生在橫截面內(nèi)具有預(yù)期CGH圖形H(x，y)的相位分布的相位調(diào)制光而無任何失真。當(dāng)相位調(diào)制光通過傅立葉透鏡50時(shí)，在處理目標(biāo)T上可靠地形成了對(duì)應(yīng)于CGH圖形H(x，y)的預(yù)期圖形。
如上所述，在該變型例中，即使PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b具有失真，也可以利用相位失真校正后圖形H′(x，y)對(duì)LCD 130進(jìn)行控制。因此，可以高精度地產(chǎn)生利用預(yù)期圖形H(x，y)進(jìn)行相位調(diào)制的光。相應(yīng)地，可以低成本地制造激光處理裝置1。
在此變型例中，與第一變型例相似地，可以將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210安裝在激光處理裝置1中，如圖10所示。在此情況中，當(dāng)激光處理裝置1利用圖10的配置執(zhí)行生成失真校正圖形的處理(圖9(A)、圖9(B))之后，執(zhí)行調(diào)制處理(圖7(A)、圖7(B))。在此調(diào)制中，光束采樣器200通過大部分入射的讀出光并將其導(dǎo)向傅立葉透鏡50。該傅立葉透鏡50對(duì)相位調(diào)制光進(jìn)行傅立葉變換，從而利用該光來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行處理。
(第三變型例)在將相位調(diào)制模塊40放置到激光處理裝置1中之前，僅可以對(duì)由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真進(jìn)行測(cè)量。換言之，配備具有波陣面檢測(cè)器220的測(cè)量設(shè)備70，將其連接到控制器60的失真圖形輸入單元60h(輸入/輸出(I/O)接口66)。波陣面檢測(cè)器220具有與波陣面檢測(cè)器210相同的結(jié)構(gòu)，并且按照與波陣面檢測(cè)器210相同的方式進(jìn)行操作。在圖11中，與圖8和圖10相同，僅顯示了失真圖形輸入單元60h和控制單元60g，而未顯示控制器60的其它組件60a到60f，60i和60j。
在此情況中，按照下述方式來執(zhí)行生成失真校正圖形的處理(圖9(A)、圖9(B))。
首先，用戶將相位調(diào)制模塊40作為樣本插入測(cè)量設(shè)備70中。啟動(dòng)測(cè)量處理(S10)。即，將相位調(diào)制模塊40關(guān)閉，并且使從預(yù)定的讀出光源發(fā)出并且波陣面失真經(jīng)過校正的讀出光照射到PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b。波陣面檢測(cè)器220檢測(cè)從讀出側(cè)透明基板150b所發(fā)出的讀出光的波陣面失真。假設(shè)將PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b的相位失真圖形確定為相位失真圖形Φ150(x，y)。然后，波陣面檢測(cè)器220通過失真圖形輸入單元60h將圖形數(shù)據(jù)Φ150(x，y)傳送到失真圖形存儲(chǔ)單元60b。
不是把整個(gè)相位調(diào)制模塊40都設(shè)置在測(cè)量設(shè)備70中，而只是在安裝到相位調(diào)制模塊40中之前把PAL-SLM 150設(shè)置到測(cè)量設(shè)備70中。在此情況中，使PAL-SLM 150保持關(guān)閉。更確切地說，不向PAL-SLM 150施加AC電壓。沒有寫入光照射到PAL-SLM 150上。從讀出光源發(fā)出并校正了波陣面失真的讀出光照射在PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b上。此時(shí)，波陣面檢測(cè)器220測(cè)量從讀出側(cè)透明基板150b所發(fā)出的讀出光的波陣面失真Φ150(x，y)。
然后，進(jìn)行圖形計(jì)算處理(S20)。如圖9(B)所示，在步驟S26，失真校正圖形生成單元60c從失真圖形存儲(chǔ)單元60b中讀取數(shù)據(jù)Φ150(x，y)。然后單元60c通過下列方程計(jì)算相位失真校正圖形Φ150(x，y)，用以校正相位失真圖形Φ150(x，y)C150(x，y)＝-Φ150(x，y)(2)將所生成的相位失真校正圖形C150(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中(S28)。
在調(diào)制處理(圖7(A)、圖7(B))中，疊加單元60e從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取相位失真校正圖形C150(x，y)(S3)。單元60e將此相位失真校正圖形C150(x，y)與預(yù)期CGH圖形H(x，y)進(jìn)行疊加，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)(S4)。換言之，疊加單元60e執(zhí)行H′(x，y)＝H(x，y)+C150(x，y)的運(yùn)算，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)。
(第四變型例)可以使用測(cè)量設(shè)備70來測(cè)量分別事先由讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真。更具體地說，如圖11所示，在失真校正圖形形成處理(圖9(A)、圖9(B))中，將測(cè)量設(shè)備70與控制器60相連。在測(cè)量處理(S10)中，將讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30、相位調(diào)制模塊40以及PAL-SLM 150依次放置于測(cè)量設(shè)備70中，從而測(cè)量到由于各個(gè)部件所引起的波陣面失真。針對(duì)讀出光源10，波陣面檢測(cè)器220檢測(cè)出由于讀出光源10而引起的波陣面失真。波陣面檢測(cè)器220檢測(cè)從空間濾光片20發(fā)出的讀出光的波陣面失真。和空間濾光片20一樣，測(cè)量出由于準(zhǔn)直透鏡30所引起的波陣面失真。至于相位調(diào)制模塊40和PAL-LSM 150，采用與第三變型例中相同的方式測(cè)量出波陣面失真。
假設(shè)對(duì)于讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30、以及PAL-SLM150分別測(cè)量到相位失真圖形Φ10(x，y)、Φ20(x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)。然后，將這些相位失真圖形Φ10(x，y)、Φ20x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)通過失真圖形輸入單元60h發(fā)送到失真圖形存儲(chǔ)單元60b(S10)。
在圖形計(jì)算處理S20(圖9(B))中，失真校正圖形生成單元60c從失真圖形存儲(chǔ)單元60b中讀取數(shù)據(jù)Φ10(x，y)、Φ20(x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)。然后，單元60c根據(jù)以下方程(2)生成相位失真校正圖形C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)，用于校正相位失真圖形C10(x，y)＝-Φ10(x，y)C20(x，y)＝-Φ20(x，y)(2)C30(x，y)＝-Φ30(x，y)C150(x，y)＝-Φ150(x，y)將所求出的相位失真校正圖形C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中(S28)。
在調(diào)制處理(圖7(A)、圖7(B))中，疊加單元60e從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取所有的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)。單元60e將所有的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)疊加到預(yù)期CGH圖形H(x，y)上，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)(S4)。換言之，疊加單元60e執(zhí)行H′(x，y)＝H(x，y)+C10(x，y)+C20(x，y)+C30(x，y)+C150(x，y)的運(yùn)算，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)。
(第五變型例)在此變型例中，如圖11所示，設(shè)置測(cè)量設(shè)備70，以生成相位失真校正圖形C150(x，y)(＝-Φ150(x，y))，用于校正PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真Φ150(x，y)。將相位調(diào)制模塊40或者PAL-SLM150放置在測(cè)量設(shè)備70中，從而執(zhí)行失真校正圖形生成處理(圖9(A)和圖9(B))，以生成相位失真校正圖形C150(x，y)。為生成用于校正讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30所引起的波陣面失真Φ1(x，y)的相位失真校正圖形C1(x，y)(＝-Φ1(x，y))，首先如圖8所示設(shè)置波陣面檢測(cè)器210。然后，進(jìn)行圖9(A)和9(B)的失真校正圖形生成處理，從而生成相位失真校正圖形C1(x，y)。結(jié)果，將相位失真校正圖形C150(x，y)作為第一相位失真校正圖形存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。將相位失真校正圖形C1(x，y)作為第二相位失真校正圖形存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。
在調(diào)制處理(圖7(A)、圖7(B))中，疊加單元60e從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取第一相位失真校正圖形C1(x，y)和第二相位失真校正圖形C150(x，y)(S3)，將第一和第二相位失真校正圖形C1(x，y)和C150(x，y)與預(yù)期CGH圖形H(x，y)進(jìn)行疊加，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)(S4)。換言之，疊加單元60e執(zhí)行H′(x，y)＝C1(x，y)+C150(x，y)+H(x，y)的運(yùn)算，從而生成相位失真校正后圖形H′(x，y)。
在該變型例中，可以把光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210從激光處理裝置1中移去。另選地，可以如第一變型例那樣，將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210安裝在裝置1中。
(第二實(shí)施例)下面將結(jié)合圖12對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的激光處理裝置1和激光處理方法進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，如圖12所示，控制器60還包括失真校正圖形輸入單元60k。該失真校正圖形輸入單元60k由記錄介質(zhì)讀取設(shè)備65或NCU67構(gòu)成。單元60k從網(wǎng)絡(luò)68或者諸如軟盤、CD-ROM或者DVD的記錄介質(zhì)74接收失真校正圖形C(x，y)，將該失真校正圖形存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。在本實(shí)施例中，控制器60不具有失真圖形輸入單元60h、失真圖形存儲(chǔ)單元60b以及失真校正圖形生成單元60c?？刂破?0不執(zhí)行在第一實(shí)施例中執(zhí)行的失真校正圖形生成處理(圖9(A)、圖9(B))，而是由激光處理裝置1的制造商在操作激光處理裝置1之前執(zhí)行失真校正圖形生成處理(圖9(A)、圖9(B))。在此情況中，制造商準(zhǔn)備與控制器60分離的計(jì)算機(jī)72。制造商準(zhǔn)備測(cè)量設(shè)備70，以將測(cè)量設(shè)備70中的波陣面檢測(cè)器220與計(jì)算機(jī)72連接。
更確切地說，在本實(shí)施例中，在布置讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30以制造激光處理裝置1之前，激光處理裝置1的制造商生成用于校正由這些光學(xué)元件10、20和30所引起的波陣面失真Φ1(x，y)的波陣面失真校正圖形C1(x，y)。即，制造商首先按照與圖1所示激光處理裝置1中的這些光學(xué)元件相同的位置關(guān)系來布置讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30，然后，將這些元件作為樣本插入到測(cè)量設(shè)備70中。利用計(jì)算機(jī)72，制造商執(zhí)行生成失真校正圖形的處理(圖9(A)、圖9(B))。
更具體地，首先執(zhí)行圖9(A)中所示的測(cè)量處理(S10)。將讀出光源10開啟，波陣面檢測(cè)器220測(cè)量從準(zhǔn)直透鏡30發(fā)出的光的相位失真圖形Φ1(x，y)。將所測(cè)得的圖形Φ1(x，y)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)72中。計(jì)算機(jī)72執(zhí)行圖9(B)中所示的圖形計(jì)算處理(S20)，以計(jì)算相位失真校正圖形C1(x，y)＝-Φ1(x，y)(S26)。在步驟S28中，計(jì)算機(jī)72將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM、或者DVD的記錄介質(zhì)74中。另選地，計(jì)算機(jī)72將數(shù)據(jù)C1(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序作為綜合包存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中。制造商向用戶提供激光處理裝置1和記錄介質(zhì)74的組合。通過失真校正圖形輸入單元60k，用戶將來自記錄介質(zhì)74的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。用戶可以通過讀取設(shè)備65讀取用于生成失真校正后圖形的程序，以將這些程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
在步驟S28，計(jì)算機(jī)72可以將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)或者由數(shù)據(jù)C1(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序構(gòu)成的綜合包上載到網(wǎng)絡(luò)68。在此情況中，用戶通過失真校正圖形輸入單元60k從網(wǎng)絡(luò)68下載相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)，以將所下載的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。用戶可以通過NCU 67從網(wǎng)絡(luò)68下載該用于生成失真校正后圖形的程序，并存儲(chǔ)這些程序。
按照上述方式提供給用戶的激光處理裝置1采用與第一實(shí)施例中相同的方式來進(jìn)行圖7(A)和7(B)的調(diào)制處理。即，從圖形存儲(chǔ)單元60a讀取預(yù)期CGH圖形H(x，y)，并且從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d讀取相位失真校正圖形C1(x，y)。然后，將這些圖形疊加到一起，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)，然后將該圖形H′(x，y)用于相位調(diào)制處理。
(第一變型例)在布置讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及相位調(diào)制模塊40以制造激光處理裝置1之前，制造商可以取得一失真校正圖形C2(x，y)，用于校正由光學(xué)元件10、20、30以及150b所引起的波陣面失真Φ2(x，y)。換言之，制造商首先采用與激光處理裝置1中相同的方式(圖1)來布置讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及相位調(diào)制模塊40，然后將上述元件作為樣本放入測(cè)量設(shè)備70中。然后，啟動(dòng)如圖9(A)中所示的測(cè)量處理(S10)。開啟讀出光源10，然后波陣面檢測(cè)器220測(cè)量由PAL-SLM 150所發(fā)出的光的相位失真圖形Φ2(x，y)。當(dāng)波陣面檢測(cè)器220測(cè)量圖形Φ2(x，y)時(shí)，相位調(diào)制模塊40保持關(guān)閉。即，寫入光源110保持關(guān)閉。不對(duì)LCD 130提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且不對(duì)PAL-SLM 150提供AC電壓。將測(cè)量的結(jié)果存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)72中。計(jì)算機(jī)72執(zhí)行如圖9(B)中所示的圖形計(jì)算處理(S20)，以計(jì)算相位失真校正圖形C2(x，y)＝-Φ2(x，y)(S26)。計(jì)算機(jī)72僅將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C2(x，y)存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-RM或者DVD的記錄介質(zhì)74中(S28)。另選地，計(jì)算機(jī)72將由數(shù)據(jù)C2(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序(如圖7(B)中所示的圖形疊加處理S1)所組成的綜合包存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)74中。制造商向用戶提供激光處理裝置1和記錄介質(zhì)74的組合。
另選地，計(jì)算機(jī)72可以僅將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C2(x，y)，或者將由數(shù)據(jù)C2(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序所組成的綜合包上載到網(wǎng)絡(luò)68。在此情況中，用戶通過失真校正圖形輸入單元60k將來自記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C2(x，y)存儲(chǔ)到失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。此外，用戶可以將來自網(wǎng)絡(luò)68或者記錄介質(zhì)74的用于生成失真校正后圖形的程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
按照上述方式提供給用戶的激光處理裝置1采用與第一實(shí)施例中的第二變型例相同的方式來執(zhí)行圖7(A)和7(B)中的相位調(diào)制處理。即，從圖形存儲(chǔ)單元60a讀取預(yù)期CGH圖形H(x，y)，從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d讀取相位失真校正圖形C2(x，y)。然后，將這些圖形疊加到一起，以生成用于相位調(diào)制處理的失真校正后圖形H′(x，y)。
(第二變型例)在布置相位調(diào)制模塊40以制造激光處理裝置1之前，制造商可以取得一失真校正圖形C150(x，y)，用于校正由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真Φ150(x，y)。即，制造商首先采用與第一實(shí)施例中的第三變型例相同的方式在測(cè)量設(shè)備70中布置相位調(diào)制模塊40或PAL-SLM 150。然后，執(zhí)行如圖9(A)中所示的測(cè)量處理(S10)，從而波陣面檢測(cè)器220測(cè)量出從未被激活的PSL-SLM 150發(fā)出的光的相位失真圖形Φ150(x，y)。測(cè)量結(jié)果Φ150(x，y)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)72中。計(jì)算機(jī)72執(zhí)行如圖9(B)中所示的圖形計(jì)算處理(S20)，以計(jì)算相位失真校正圖形C150(x，y)＝-Φ150(x，y)(S26)。計(jì)算機(jī)72將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)單獨(dú)地存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM或者DVD的記錄介質(zhì)74中(S28)。另選地，計(jì)算機(jī)72可以將由數(shù)據(jù)C150(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序(如圖7(B)中所示的圖形疊加處理S1)所組成的綜合包存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)74中。制造商向用戶提供激光處理裝置1和記錄介質(zhì)74的組合。另選地，計(jì)算機(jī)72可以單獨(dú)地將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)，或者將由數(shù)據(jù)C150(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序所組成的綜合包上載到網(wǎng)絡(luò)68。用戶通過失真校正圖形輸入單元60k將來自記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)存儲(chǔ)到失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。另選地，用戶可以將來自記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68的用于生成失真校正后圖形的程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
按照上述方式提供給用戶的激光處理裝置1采用與第一實(shí)施例中的第三變型例相同的方式來執(zhí)行圖7(A)和7(B)的相位調(diào)制處理。即，從圖形存儲(chǔ)單元60a讀取預(yù)期CGH圖形H(x，y)，并且從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d讀取相位失真校正圖形C150(x，y)。然后，將這些圖形疊加到一起，以生成用于相位調(diào)制處理的失真校正后圖形H′(x，y)。
(第三變型例)
在布置讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及相位調(diào)制模塊40以制造激光處理裝置1之前，制造商可以取得失真校正圖形C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)，用于校正分別由光學(xué)元件10、20、30以及150b所引起的波陣面失真Φ10(x，y)、Φ20(x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)。即，制造商采用與第一實(shí)施例中的第四變型例相同的方式在測(cè)量設(shè)備70中依次布置讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及未被激活的相位調(diào)制模塊40和PAL-SLM 150兩者中任一。然后，執(zhí)行如圖9(A)中所示的測(cè)量處理(S10)，從而使用波陣面檢測(cè)器220測(cè)量出波陣面失真Φ10(x，y)、Φ20(x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)。將測(cè)量的結(jié)果Φ10(x，y)、Φ20(x，y)、Φ30(x，y)和Φ150(x，y)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)72中。計(jì)算機(jī)72執(zhí)行如圖9(B)中所示的圖形計(jì)算處理(S20)，以獲得相位失真校正圖形C10(x，y)＝-Φ10(x，y)、C20(x，y)＝-Φ20(x，y)、C30(x，y)＝-Φ30(x，y)、C150(x，y)＝-Φ150(x，y)(S26)。計(jì)算機(jī)72將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)單獨(dú)地存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM或者DVD的記錄介質(zhì)74中。另選地，計(jì)算機(jī)72可以將由這些數(shù)據(jù)和用于生成失真校正后圖形的程序(如圖7(B)中所示的圖形疊加處理S1)所組成的綜合包存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)74中(S28)。制造商向用戶提供激光處理裝置1和記錄介質(zhì)74的組合。另選地，在步驟S28中計(jì)算機(jī)72可以單獨(dú)地將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)，或者將由這些數(shù)據(jù)和用于生成失真校正后圖形的程序所組成的綜合包上載到網(wǎng)絡(luò)68。用戶通過失真校正圖形輸入單元60k將來自記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)存儲(chǔ)到失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。此外，用戶可以將來自網(wǎng)絡(luò)68或者記錄介質(zhì)74的用于生成失真校正后圖形的程序存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。
按照上述方式提供給用戶的激光處理裝置1采用與第一實(shí)施例中的第四變型例相同的方式來執(zhí)行圖7(A)和7(B)中的相位調(diào)制處理。即，從圖形存儲(chǔ)單元60a讀取預(yù)期CGH圖形H(x，y)，并且從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d讀取相位失真校正圖形C10(x，y)、C20(x，y)、C30(x，y)和C150(x，y)。然后，將這些圖形疊加到一起，以生成用于相位調(diào)制處理的失真校正后圖形H′(x，y)。
(第三實(shí)施例)下面將結(jié)合圖13對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的激光處理裝置1和激光處理方法進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，如圖13所示，與第二實(shí)施例相同，控制器60具有失真校正圖形輸入單元60k。和第一實(shí)施例一樣，控制器60具有失真圖形輸入單元60h、失真圖形存儲(chǔ)單元60b以及失真校正圖形生成單元60c。
在本實(shí)施例中，與第二實(shí)施例中的第二變型例一樣，在布置相位調(diào)制模塊40以制造激光處理裝置1之前，制造商獲取一相位失真校正圖形C150(x，y)，用于校正由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真Φ150(x，y)(＝-C150(x，y))。即，制造商首先在測(cè)量設(shè)備70中布置相位調(diào)制模塊40或PAL-SLM 150。制造商利用計(jì)算機(jī)72執(zhí)行用于生成失真校正圖形的處理(圖9(A)、圖9(B))。單獨(dú)地將所得到的第一失真校正圖形C150(x，y)，或者將由圖形C150(x，y)和用于生成失真校正后圖形的程序(如圖7(B)中所示的圖形疊加處理S1)和用于生成失真校正圖形(如圖9(B)所示的S20)的程序之一所組成的綜合包存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM或者DCD的記錄介質(zhì)74中，或者上載到網(wǎng)絡(luò)68。
用戶將第一相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)從記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68存儲(chǔ)到失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。注意，用戶將用于生成失真校正后圖形的程序和用于生成失真校正圖形的程序存儲(chǔ)在控制器60中。
如第一實(shí)施例中的第五變型例中的情況，用戶將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡30的下游，以進(jìn)行生成失真校正圖形的處理(圖9(A)、圖9(B))。因此，波陣面檢測(cè)器210測(cè)量出讀出光源10、空間濾光片20、以及準(zhǔn)直透鏡30所引起的波陣面失真Φ1(x，y)。通過失真圖形輸入單元60h將波陣面失真數(shù)據(jù)Φ1(x，y)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中。失真校正圖形生成單元60c取得一相位失真校正圖形C1(x，y)，用于校正此波陣面失真數(shù)據(jù)Φ1(x，y)(＝-C1(x，y))。將數(shù)據(jù)C1(x，y)作為第二相位失真校正圖形存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。
在此變型例中，采用與第一實(shí)施例的第五變型例相同的方式來執(zhí)行圖7(A)和7(B)中的調(diào)制處理。即，從圖形存儲(chǔ)單元60a讀取預(yù)期CGH圖形H(x，y)，并且從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)和C150(x，y)。然后，將這些圖形疊加到一起，以生成在相位調(diào)制處理中使用的相位失真校正后圖形H′(x，y)。
例如，為在處理目標(biāo)上形成字母“イ”的圖像，疊加單元60e從圖形存儲(chǔ)單元60a中讀取用于形成字母“イ”的CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)。疊加單元60e從失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中讀取相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)和C150(x，y)。疊加單元60e將CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)和相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)和C150(x，y)疊加在一起以生成相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)。相位調(diào)制模塊40根據(jù)相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)來執(zhí)行相位調(diào)制處理。因此，在處理目標(biāo)T上形成了無任何失真的字母“イ”，如圖14(A)所示。
如果沒有將用于形成字母“イ”的CGH圖形H(x，y)與相位失真校正圖形C1(x，y)和/或相位失真校正圖形C150(x，y)進(jìn)行疊加，且相位調(diào)制模塊40根據(jù)CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)來執(zhí)行相位調(diào)制處理，則字母“イ”聚焦在處理目標(biāo)T上形成的圖像具有由讀出光的波陣面失真所引起的失真，如圖14(B)所示。注意圖14(A)和14(B)顯示的是由放置在應(yīng)該放置處理目標(biāo)T的位置上的CCD設(shè)備所拍攝的圖像。
在本實(shí)施例中，可以將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210可拆卸地與激光處理裝置1連接，如同第一實(shí)施例中的情況，或者可以將其固定在激光處理裝置1中，如同第一實(shí)施例的第一變型例中的情況。
如同第二實(shí)施例中的情況，激光處理裝置1的制造商可以預(yù)先使用測(cè)量設(shè)備70和計(jì)算機(jī)72得到相位失真校正圖形C1x，y)，用于校正由讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30所引起的波陣面失真數(shù)據(jù)Φ1(x，y)(＝-C1(x，y))。在此情況中，可以將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)和C150(x，y)中的任一個(gè)或者二者的組合單獨(dú)地或者作為這些圖形數(shù)據(jù)和用于生成失真校正后圖形的程序的綜合包而存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)74中，或者上載到網(wǎng)絡(luò)68。
(第四實(shí)施例)下面將結(jié)合圖8和圖15對(duì)根據(jù)發(fā)明的第四實(shí)施例的激光處理裝置和激光處理方法進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例的激光處理裝置1中，和圖8所示的第一實(shí)施例中的第一變型例一樣安裝光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的激光處理裝置1包括讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30、相位調(diào)制模塊40、傅立葉透鏡50、控制器60、光束采樣器200、以及波陣面檢測(cè)器210，如圖8所示。將光束采樣器200設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡30的下游以反射部分入射光，并且將所反射的光導(dǎo)向波陣面檢測(cè)器210?？刂破?0具有與第一實(shí)施例中相同的配置(圖2和圖4)。在圖8中，僅顯示了控制器60的部件60g和60h，而省略了其他部件60a至60f、60i和60j。
本實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于，在硬盤驅(qū)動(dòng)器61或ROM 64(圖2)中存儲(chǔ)用于生成失真校正圖形并執(zhí)行如圖15所示的調(diào)制處理的程序，而不是存儲(chǔ)用于生成失真校正圖形的程序(圖9(A)和9(B))以及用于執(zhí)行調(diào)制的程序(圖7(A)和7(B))?？梢詫⒂糜谏墒д嫘Ｕ龍D形和執(zhí)行調(diào)制的程序預(yù)先存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中，然后通過讀取設(shè)備65將其存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器61中。另選地，可以將該程序上載到網(wǎng)絡(luò)68，然后通過NCU 67來下載。
在激光處理裝置1中，來自讀出光源10的激光有時(shí)具有動(dòng)態(tài)波動(dòng)。此外，在從讀出光源10通過空間濾光片20到準(zhǔn)直透鏡30的光路中的空氣可能會(huì)振動(dòng)。在這些情況中，出現(xiàn)在準(zhǔn)直透鏡30下游的波陣面失真(即由圖8中的曲線所表示的失真)包含動(dòng)態(tài)波陣面失真，和由讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30的結(jié)構(gòu)所引起的靜態(tài)波陣面失真。
因此，在本實(shí)施例中，為去除動(dòng)態(tài)波陣面失真和靜態(tài)波陣面失真，在相位調(diào)制過程中重復(fù)測(cè)量讀出光的波陣面的相位失真Φ1(x，y)，以將測(cè)量結(jié)果周期地發(fā)送到控制器60?？刂破?0根據(jù)所接收的測(cè)量結(jié)果Φ1(x，y)來生成相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)，然后將該相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)和預(yù)期CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)進(jìn)行疊加，以得到經(jīng)過失真校正的圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)。因此，通過根據(jù)相位失真Φ1(x，y)的最新測(cè)量結(jié)果而重復(fù)更新相位失真校正后圖形H′(x，y)來進(jìn)行調(diào)制。
具體而言，在本實(shí)施例中，波陣面檢測(cè)器210對(duì)出現(xiàn)在準(zhǔn)直透鏡30的下游的波陣面失真進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以將所得到的相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)重復(fù)地發(fā)送到控制器60。在此實(shí)施例中，注意所得到的相位失真圖形Φ1(x，y)同時(shí)包含由設(shè)置在光束采樣器200的上游的多個(gè)光學(xué)元件(讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30)所引起的靜態(tài)失真和動(dòng)態(tài)失真。注意光束采樣器200通過大部分的入射光，并將其導(dǎo)向相位調(diào)制模塊40，從而可以使用讀出光源10所發(fā)出的大部分讀出光來進(jìn)行目標(biāo)處理。
下面將結(jié)合圖15對(duì)本實(shí)施例的激光處理裝置1的操作(失真校正圖形的生成和相位調(diào)制)進(jìn)行說明。
在指示控制器60來執(zhí)行生成失真校正圖形和相位調(diào)制(目標(biāo)處理)之前，用戶開始驅(qū)動(dòng)讀出光源10和寫入光源110。同時(shí)，用戶指示波陣面檢測(cè)器210來以規(guī)定的間隔重復(fù)地對(duì)波陣面進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)上述指示，波陣面檢測(cè)器210對(duì)波陣面進(jìn)行第一檢測(cè)，將所得到的相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)輸入到控制器60。
然后，用戶指示控制器60執(zhí)行目標(biāo)處理。然后控制器60從圖形存儲(chǔ)單元60a中讀取用于目標(biāo)處理的CGH圖形H(x，y)(S50)。
然后，判定控制器60是否從波陣面檢測(cè)器210接收到最新測(cè)得的失真圖形Φ1(x，y)。在此情況中，由于控制器60接收到第一波陣面檢測(cè)的結(jié)果(在步驟S52中為是)，所以將相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中(S54)。
然后，失真校正圖形生成單元60c生成相位失真校正圖形C1(x，y)＝-Φ1(x，y)(S56)，以將圖形C1(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中(S58)。
然后，疊加單元60e將CGH圖形H(x，y)與相位失真校正圖形C1(x，y)進(jìn)行疊加(S62)。如果疊加的結(jié)果是負(fù)值或者是等于或者大于2π的其它值，則和第一實(shí)施例中的步驟S4一樣，疊加單元60e執(zhí)行相位折疊處理。疊加單元60e將所得到的相位失真校正后圖形H′(x，y)存儲(chǔ)在失真校正后圖形存儲(chǔ)單元60f中(S64)。
控制單元60g根據(jù)相位失真校正后圖形H′(x，y)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且開始將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給LCD 130以啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)處理(S66)。
當(dāng)按照上述方式來開始驅(qū)動(dòng)操作(即，處理)時(shí)，判定該目標(biāo)處理是否結(jié)束，即，從啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)處理開始是否超過了預(yù)訂的處理時(shí)間(S68)。如果沒有超過該預(yù)定處理時(shí)間(在步驟S68中為否)，則操作返回S52。注意，控制單元60g持續(xù)將步驟S66中所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給LCD130，直到該驅(qū)動(dòng)信號(hào)在下一次被更新。
波陣面檢測(cè)器210以規(guī)定的間隔重復(fù)檢測(cè)波陣面。該間隔明顯短于上述預(yù)定處理時(shí)間，并且長(zhǎng)于控制器60執(zhí)行一系列步驟S52到S68所需要的時(shí)間。每當(dāng)波陣面檢測(cè)器210執(zhí)行一次波陣面檢測(cè)時(shí)，波陣面檢測(cè)器210將所得到的相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)發(fā)送到控制器60。
當(dāng)處理返回到步驟S52時(shí)，控制器60確定是否已經(jīng)從波陣面檢測(cè)器210輸入了所測(cè)得的最新相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)。如果沒有輸入該數(shù)據(jù)(在步驟S52中為否)，則控制器60等待，直到輸入了該數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)輸入了該數(shù)據(jù)(在步驟S52中為是)，則存儲(chǔ)發(fā)送到控制器60的最新相位失真圖形Φ1(x，y)，以更新相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)(S56、S58)。疊加單元60e將更新后的相位失真校正圖形C1(x，y)與預(yù)期相位圖數(shù)據(jù)H(x，y)進(jìn)行疊加，以生成新的相位失真校正后圖形H′(x，y)(S62、S64)。控制單元60g根據(jù)新的相位失真校正后圖形H′(x，y)來更新驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S66)?？刂茊卧?0g將上述更新后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給相位調(diào)制模塊40，以持續(xù)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)處理(目標(biāo)處理)。因此，重復(fù)由步驟S56至S68組成的操作。
如上所述，每次控制器60從波陣面檢測(cè)器210接收到所測(cè)量的最新相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)時(shí)，更新相位失真校正圖形C1(x，y)。將所更新的相位失真校正圖形C1(x，y)與預(yù)期相位圖數(shù)據(jù)H(x，y)進(jìn)行疊加，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)。根據(jù)相位失真校正后圖形H′(x，y)來更新驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而根據(jù)該更新后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而繼續(xù)進(jìn)行目標(biāo)處理。因此，每次接收到最新測(cè)量的相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)更新并且將其提供給LCD 130。
如果從驅(qū)動(dòng)處理(目標(biāo)處理)的啟動(dòng)開始經(jīng)過了所述預(yù)定處理時(shí)間，并且達(dá)到應(yīng)該結(jié)束該驅(qū)動(dòng)處理的時(shí)刻(在步驟S68中為是)，則控制單元60g停止提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以終止驅(qū)動(dòng)處理(S70)，然后終止目標(biāo)處理。關(guān)閉讀出光源10和寫入光源110。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以利用該相位失真校正后圖形H′(x，y)來驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40，該相位失真校正后圖形H′(x，y)已經(jīng)對(duì)最新測(cè)量的波陣面失真Φ1(x，y)進(jìn)行了校正。因此，靜態(tài)失真和動(dòng)態(tài)失真都可以得到可靠的校正，從而可以以更高的精度生成具有預(yù)期CGH圖形H(x，y)的相位調(diào)制光。
此外，在本實(shí)施例中，每次控制器60接收到由波陣面檢測(cè)器210所測(cè)得的相位失真圖形Φ1(x，y)時(shí)，更新相位失真校正圖形C1(x，y)，并且更新相位失真校正后圖形H′(x，y)。根據(jù)更新后的相位失真校正后圖形H′(x，y)來繼續(xù)目標(biāo)處理。即，每次波陣面檢測(cè)器210執(zhí)行一次檢測(cè)操作而生成相位失真圖形Φ1(x，y)時(shí)，控制器60更新相位失真校正后圖形H′(x，y)，以修正目標(biāo)處理。因此，可以高精度地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。
在上述說明中，波陣面檢測(cè)器210的檢測(cè)周期長(zhǎng)于控制器60執(zhí)行一系列步驟S52到S68的周期。然而，如果將波陣面檢測(cè)器210的檢測(cè)周期和定時(shí)設(shè)為與控制器60執(zhí)行步驟S52至S68所需的時(shí)間和定時(shí)相同，則步驟S52中所進(jìn)行的判定可以一直為“是”。
(第一變型例)下面將對(duì)本實(shí)施例的第一變型例進(jìn)行說明。
在本變型例中，控制器60與第三實(shí)施例一樣具有圖13所示的配置。注意將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210固定在激光處理裝置1中。
在本變型例中，如第三實(shí)施例中的情況那樣，在布置相位調(diào)制模塊40以制造激光處理裝置1之前，制造商使用測(cè)量設(shè)備70來測(cè)量由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的失真圖形Φ150(x，y)。然后制造商使用計(jì)算機(jī)72來獲得相位失真校正圖形C150(x，y)(＝-Φ150(x，y))。計(jì)算機(jī)72將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)作為第一相位失真校正圖形記錄在諸如軟盤、CD-ROM或者DVD的記錄介質(zhì)74中。可以將第一相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)和用于生成失真校正圖形和執(zhí)行調(diào)制的程序一起記錄成包的形式。制造商向用戶提供激光處理裝置1和記錄介質(zhì)74的組合。另選地，制造商可以單獨(dú)地將第一相位失真校正圖形C150(x，y)，或者將包括圖形C150(x，y)和用于生成失真校正圖形和執(zhí)行調(diào)制的程序(圖15)的綜合包上載到網(wǎng)絡(luò)68。用戶通過讀取設(shè)備65或者NCU 67(失真校正圖形輸入單元60k)將第一相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。
根據(jù)用戶的目標(biāo)處理指令，控制器60使激光處理裝置1中的光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210實(shí)時(shí)地對(duì)準(zhǔn)直透鏡30的下游出現(xiàn)的失真Φ1(x，y)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。因此，作為第二相位失真校正圖形的相位失真校正圖形C1(x，y)被重復(fù)地更新。
即，控制器60執(zhí)行圖15所示的生成失真校正圖形和執(zhí)行調(diào)制的處理，以下將對(duì)此進(jìn)行說明。
如果從波陣面檢測(cè)器210接收到相位失真圖形Φ1(x，y)(在步驟S52中為是)，則將相位失真圖形數(shù)據(jù)Φ1(x，y)存儲(chǔ)在失真圖形存儲(chǔ)單元60b中(S54)。此后，得到作為第二相位失真校正圖形的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)(＝-Φ1(x，y))(S56)，將其存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中(S58)。
已經(jīng)將用于校正由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的靜態(tài)失真的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)作為第一相位失真校正圖形而存儲(chǔ)在失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。因此，在步驟S62中，疊加單元60e將第一相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)和第二相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C1(x，y)與預(yù)期CGH圖形數(shù)據(jù)H(x，y)進(jìn)行疊加。因此得到相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)，并且更新驅(qū)動(dòng)信號(hào)。將相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)和更新后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給LCD 130。
在本變型例中，可以可靠地消除由光學(xué)元件10至30所引起的靜態(tài)失真、由PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的靜態(tài)失真，以及由光學(xué)元件10至30確定的光路所引起的動(dòng)態(tài)失真。因此，可以高精度地生成相位調(diào)制光。
(第二變型例)在本變型例中，控制器60具有圖10所示的配置，如同第一實(shí)施例的第二變型例中一樣。將光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210放置并固定在激光處理裝置1中。
在激光處理裝置1中，如果在沿光學(xué)元件30和40的光路中空氣出現(xiàn)振動(dòng)，則相位調(diào)制模塊40的下游出現(xiàn)的波陣面失真(即由圖10中的曲線所表示的失真)包含動(dòng)態(tài)失真。當(dāng)如圖10所示那樣將光束采樣器200布置在相位調(diào)制模塊40的下游時(shí)，為消除這種動(dòng)態(tài)失真，執(zhí)行生成失真校正圖形和執(zhí)行本實(shí)施例的調(diào)制的處理(圖15)既可。在此變型例中，可以可靠地消除由光學(xué)元件10至30以及150b的結(jié)構(gòu)所引起的靜態(tài)失真，以及由沿光學(xué)元件10到40的光路所引起的動(dòng)態(tài)失真。因此可以高精度地生成利用預(yù)期相位圖H(x，y)進(jìn)行相位調(diào)制的光。
在本變型例中為執(zhí)行圖15所示的生成失真校正圖形和執(zhí)行調(diào)制的處理，在波陣面檢測(cè)器210工作的同時(shí)控制單元60g保持相位調(diào)制模塊40關(guān)閉。即，控制單元60g暫停向LCD 130提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，關(guān)閉寫入光源110，并且暫停向PAL-SLM 150施加AC電壓。當(dāng)波陣面檢測(cè)器210在相位調(diào)制模塊40保持開啟的同時(shí)進(jìn)行操作時(shí)，所檢測(cè)的波陣面圖形可能包含由于相位調(diào)制模塊40上顯示的CGH圖形而導(dǎo)致的波陣面失真。在此情況中，無法獨(dú)立于該CGH圖形所引起的波陣面失真而對(duì)僅由光學(xué)元件和光路引起的波陣面失真進(jìn)行檢測(cè)。
如果在光路中除相位調(diào)制模塊40之外的任何位置出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)失真，則可以布置光束采樣器200和波陣面檢測(cè)器210，以檢測(cè)在該位置的動(dòng)態(tài)失真，然后執(zhí)行生成失真校正圖形以及進(jìn)行調(diào)制的處理(圖15)?？梢酝ㄟ^實(shí)時(shí)地測(cè)量動(dòng)態(tài)失真并且重復(fù)地向控制器60提供所測(cè)得的動(dòng)態(tài)失真來消除該動(dòng)態(tài)失真。
(第五實(shí)施例)上述第一到第四實(shí)施例是將根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法應(yīng)用于激光處理裝置和激光處理方法。然而，可以將本發(fā)明的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法應(yīng)用于任何使用相位調(diào)制模塊40來對(duì)讀出光進(jìn)行相位調(diào)制的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法，以及激光處理裝置和方法。可以實(shí)時(shí)地或預(yù)先測(cè)量由諸如相位調(diào)制模塊40的光學(xué)元件和光路所引起的波陣面失真，以計(jì)算用于校正所測(cè)得的波陣面失真的波陣面失真校正圖形，然后將所計(jì)算的波陣面失真校正圖形和預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
更具體地，在相位調(diào)制模塊40出廠之前，該相位調(diào)制模塊40的制造商使用測(cè)量設(shè)備70來生成由各相位調(diào)制模塊40的PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真圖形Φ150(x，y)。測(cè)量波陣面失真圖形Φ150(x，y)的方法與第二實(shí)施例中的第二變型例的方法(圖12)相同。計(jì)算機(jī)72根據(jù)測(cè)量結(jié)果Φ150(x，y)來計(jì)算相位失真校正圖形C150(x，y)＝-Φ150(x，y)。將所得到的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)與用于生成失真校正后圖形的程序(圖7(B)中所示的圖形疊加處理S1)以及驅(qū)動(dòng)程序(圖7(A)中所示的驅(qū)動(dòng)處理S7)一起以綜合包的形式存儲(chǔ)在諸如軟盤、CD-ROM以及DVD的記錄介質(zhì)74中。然后制造商將記錄介質(zhì)74與相位調(diào)制模塊40一起提供給用戶。
用戶利用相位調(diào)制模塊40組裝起預(yù)期的相位調(diào)制裝置。該相位調(diào)制裝置可以具有與圖12中所示的激光處理裝置1相同的配置?？梢酝ㄟ^將處理目標(biāo)T放置在傅立葉變換透鏡50的傅立葉平面上或者通過放置諸如用于獲取傅立葉變換圖像的成像裝置的預(yù)期設(shè)備來形成該相位調(diào)制裝置。注意控制器60具有例如如圖12所示的結(jié)構(gòu)。用戶將相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)、用于生成失真校正后圖形的程序(圖7(B)中的圖形疊加處理S1)、以及驅(qū)動(dòng)程序(圖7(A)中所示的驅(qū)動(dòng)處理S7)存儲(chǔ)在控制器60中。這樣，控制器60可以執(zhí)行圖7(A)和7(B)中的相位調(diào)制。換言之，控制器60將預(yù)期CGH圖形H(x，y)和相位失真校正圖形C150(x，y)疊加在一起，以生成相位失真校正后圖形數(shù)據(jù)H′(x，y)，從而執(zhí)行相位調(diào)制。
如上所述，記錄介質(zhì)74存儲(chǔ)了相位調(diào)制模塊40中的PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所固有的相位失真校正圖形C150(x，y)、用于生成失真校正后圖形(圖7(B))的程序以及驅(qū)動(dòng)程序。通過將上述記錄介質(zhì)74和相位調(diào)制模塊40進(jìn)行組合，當(dāng)利用集成有PAL-SLM 150的相位調(diào)制裝置進(jìn)行光的相位調(diào)制時(shí)，用戶可以根據(jù)失真校正后圖形而迅速快捷地對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制，而無需測(cè)量PAL-SLM 150的入射光的波陣面失真。
利用這種相位調(diào)制模塊40，用戶可以制造各種相位調(diào)制裝置，諸如用于生成全息圖再現(xiàn)圖形的裝置，或者配合飛秒激光器使用的波形整形裝置。
以下結(jié)合圖16對(duì)利用相位調(diào)制模塊40來制造配合飛秒激光器使用的波形整形裝置的情況進(jìn)行說明。
注意該配合飛秒激光器使用的波形整形裝置將飛秒激光束分離成多個(gè)光譜，以在光譜平面內(nèi)對(duì)各光譜進(jìn)行調(diào)制，從而對(duì)脈沖波形或脈沖寬度進(jìn)行整形。
配合飛秒激光束使用的波形整形裝置300包括第一光柵310、第一柱面鏡320、相位調(diào)制模塊40、第二柱面鏡330、第二光柵340、輸出鏡350以及控制器60。相位調(diào)制模塊40具有如圖3所示相同的配置?？刂破?0具有如圖12所示相同的配置。在制造配合飛秒激光器使用的波形整形裝置300后，用戶將來自記錄介質(zhì)74或者網(wǎng)絡(luò)68的相位失真校正圖形數(shù)據(jù)C150(x，y)存儲(chǔ)在控制器60中的失真校正圖形存儲(chǔ)單元60d中。用戶生成預(yù)期相位圖H(x，y)，將該預(yù)期相位圖H(x，y)存儲(chǔ)在圖形存儲(chǔ)單元60a中。
通過第一光柵310將飛秒激光束分成多個(gè)光譜，由第一柱面鏡320反射，并且以與圖3所示的情況相同的方式將其導(dǎo)向相位調(diào)制模塊40的PAL-SLM 150。即，經(jīng)過空間分解的飛秒激光束的波長(zhǎng)分量入射到PAL-SLM 150上。注意在圖形存儲(chǔ)單元60a中所存儲(chǔ)的預(yù)期相位圖H(x，y)用于以特定方式在xy平面上對(duì)所分解的各波長(zhǎng)分量進(jìn)行相位調(diào)制?？刂破?0中的疊加單元60e將相位圖H(x，y)和相位失真校正圖形C150(x，y)疊加到一起，以生成相位失真校正后圖形H′(x，y)。根據(jù)該相位失真校正后圖形H′(x，y)，控制單元60g生成LCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制模塊40。因此，該飛秒激光束被相位調(diào)制。由于根據(jù)相位失真校正圖形C150(x，y)和預(yù)期相位圖H(x，y)疊加而得到的相位失真校正后圖形H′(x，y)來驅(qū)動(dòng)該相位調(diào)制模塊40，所以可以高精度地以預(yù)期方式對(duì)各波長(zhǎng)分量進(jìn)行相位調(diào)制。因此，可以高精度地生成所期望的輸出圖形。當(dāng)該經(jīng)過相位調(diào)制的飛秒激光束被第二柱面鏡330反射后，第二光柵340將該經(jīng)過相位調(diào)制的飛秒激光束從分散狀態(tài)改變?yōu)闀?huì)聚狀態(tài)。然后輸出鏡350對(duì)該經(jīng)過相位調(diào)制的飛秒激光束進(jìn)行反射，并且發(fā)射到外部。因此，可以發(fā)出具有經(jīng)過整形的脈沖波形或者脈沖寬度的飛秒激光束。
注意控制器60可以具有如圖4、8以及10到13所示的任何一種結(jié)構(gòu)。分別對(duì)由第一光柵3 10、第一柱面鏡320、第二柱面鏡330、第二光柵340以及輸出鏡350所引起的相位失真Φ(x，y)進(jìn)行測(cè)量。并且，可以將相位失真校正圖形C(x，y)(即所測(cè)得的相位失真圖形(-Φ(x，y))的反轉(zhuǎn)圖形)和相位失真校正圖形C150(x，y)一起疊加到預(yù)期相位圖H(x，y)上。另選地，可以一起測(cè)量由光學(xué)元件310到340以及元件150中的至少一個(gè)或者多個(gè)所引起的相位失真Φ(x，y)。然后可以將(多個(gè))相位失真校正圖形C(x，y)，即所測(cè)得的相位失真(-Φ(x，y))的反轉(zhuǎn)圖形，與預(yù)期相位圖H(x，y)進(jìn)行疊加，另選地，可以實(shí)時(shí)地重復(fù)該相位失真Φ(x，y)的測(cè)量，從而可以將測(cè)量結(jié)果發(fā)送到控制器60。
根據(jù)本發(fā)明的相位調(diào)制裝置和相位調(diào)制方法不限于上述實(shí)施例。在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變化和修改。
例如，可以測(cè)量由圖1的激光處理裝置1的傅立葉透鏡50所引起的相位失真Φ50(x，y)，以得到相位失真校正圖形C50(x，y)(＝-Φ50(x，y))。例如將傅立葉透鏡50與其他光學(xué)元件分立地設(shè)置在測(cè)量設(shè)備70中，以測(cè)量相位失真Φ50(x，y)，從而得到相位失真校正圖形C50(x，y)(＝-Φ50(x，y))?？梢詫⑾辔皇д嫘Ｕ龍D形C50(x，y)與預(yù)期相位圖H(x，y)以及光學(xué)元件10到30和150的相位失真校正圖形進(jìn)行疊加。另選地，可以將光束采樣器200放在傅立葉透鏡50的下游，以測(cè)量由光學(xué)元件10、20、30、150以及50共同引起的相位失真Φ(x，y)。得到相位失真校正圖形C(x，y)(＝-Φ(x，y))，將其與預(yù)期相位圖H(x，y)進(jìn)行疊加。在此情況中，可以和第一至第三實(shí)施例一樣預(yù)先測(cè)量相位失真Φ(x，y)。另選地，可以和第四實(shí)施例一樣實(shí)時(shí)地重復(fù)測(cè)量相位失真Φ(x，y)，以將相位失真Φ(x，y)提供給控制器60。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)測(cè)量相位失真Φ2(x，y)或者由相位調(diào)制模塊40的PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的相位失真Φ150(x，y)時(shí)，不向LCD 130提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將寫入光源110關(guān)閉，并且不對(duì)PAL-SLM 150施加AC電壓，以使相位調(diào)制模塊40停止工作。然而，至少不對(duì)LCD 130提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)即可?？梢詫懭牍庠?10開啟，并且可以將AC電壓施加到PAL-SLM 150。
類似地，在上述實(shí)施例中，當(dāng)將PAL-SLM 150設(shè)置在測(cè)量設(shè)備70中，并且對(duì)由讀出側(cè)透明基板150b所引起的相位失真Φ150(x，y)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不對(duì)該P(yáng)AL-SLM 150提供AC電壓，并且不發(fā)出寫入光，以使PAL-SLM 150停止工作。然而，只需至少抑制寫入光的射入?？梢詫C電壓提供給PAL-SLM 150。
在第一實(shí)施例的第四變型例中，首先利用測(cè)量設(shè)備70分別測(cè)量出由讀出光源10、空間濾光片20、準(zhǔn)直透鏡30以及PAL-SLM 150的讀出側(cè)透明基板150b所引起的波陣面失真，以得到用于校正這些波陣面失真的多個(gè)校正圖形，然后將這些校正圖形與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。然而，可以首先利用測(cè)量設(shè)備70分別測(cè)得由讀出光源10、空間濾光片20以及準(zhǔn)直透鏡30所引起的波陣面失真。然后可以獲得用于校正這些波陣面失真的多個(gè)校正圖形，將這些校正圖形與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
在上述實(shí)施例中，在將CGH圖形H(x，y)和相位失真校正圖形C(x，y)疊加到一起時(shí)執(zhí)行相位折疊處理(圖7(B)中的S4和圖15中的S62)。然而，可以在生成相位失真校正圖形C(x，y)(圖9(B)中的S26以及圖15中的S56)時(shí)和疊加圖形時(shí)執(zhí)行相位折疊處理。即，將相位失真圖形Φ(x，y)的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)以生成相位失真校正圖形C(x，y)。并且，當(dāng)任意像素(x，y)的相位值C等于或者大于2π或者小于0時(shí)，可以用該相位值C除以2π而得到的余數(shù)來代替給定像素(x，y)的相位值C(x，y)。此外，可以預(yù)先對(duì)CGH圖形H(x，y)進(jìn)行相位折疊處理。并且當(dāng)給定像素(x，y)的相位值H(x，y)等于或者大于2π或者小于0時(shí)，可以用相位值H除以2π所得到的余數(shù)來替換相位值H。
在第一到第四實(shí)施例中，預(yù)期相位圖H(x，y)為全息圖。除全息圖形外，該預(yù)期相位圖H(x，y)可以是其他任意類型的相位圖。
相位調(diào)制模塊40的配置不限于上述情況。例如，如國(guó)際公開No.WO99/66368中所公開的，可以通過光纖面板(optical fiber plate)而不是中繼透鏡140來將LCD 130和PAL-SLM連接在一起。即，從PAL-SLM 150中去除寫入側(cè)透明基板150a，并且通過光纖面板將透明電極150c連接到LCD 130的光傳送層130b。在此情況中，假設(shè)光纖面板的數(shù)值孔徑NAFOP具有nG·P/d＜NAFOP＜2nG·P/d的關(guān)系，其中P為L(zhǎng)CD 130中的像素點(diǎn)距，d是光傳送層130b的厚度，而nG是層130b對(duì)寫入光源110所發(fā)出的波長(zhǎng)為λ的光的折射率，則光纖面板可以精確地將LCD 130上顯示的相位失真校正后圖形H′(x，y)傳播到PAL-SLM 150，同時(shí)消除由于LCD 130的像素構(gòu)造層130c所引起的信號(hào)分量。
此外，LCD 130的配置并不限于上述情況。可以將任意類型的液晶顯示器用作為L(zhǎng)CD 130。
例如，可以使用具有設(shè)置在光入射層130a上的微透鏡陣列的LCD作為L(zhǎng)CD 130。在此情況中，該微透鏡陣列具有多個(gè)微透鏡，這些微透鏡與像素構(gòu)造層130c的透明像素電極一一對(duì)應(yīng)。如果采用這種LCD 130，則可以通過沿光軸調(diào)節(jié)中繼透鏡140的位置來消除由于LCD 130的像素構(gòu)造層130c引起的任何信號(hào)分量。因此，可以高精度地將LCD 130生成的相位失真校正后圖形H′(x，y)傳送到PAL-SLM 150。
另外，可以用任何其他類型的電尋址強(qiáng)度調(diào)制空間光調(diào)制器來代替LCD 130。該空間光調(diào)制器可以是發(fā)射型或者反射型的。
PAL-SLM 150的配置不限于上述情況。PAL-SLM 150可以替換為任何其他類型的具有其它配置的光尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器。該光尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器可以是發(fā)射型或者反射型的。
相位調(diào)制模塊40可以替換為一種電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器、發(fā)射或反射相位調(diào)制型的液晶顯示器、或者可變形反射鏡。
讀出光源10可以是He-Ne激光器之外的任何其他類型的激光器。讀出光源10可以是激光器之外的任何其他光源。
寫入光源110可以是激光二極管之外的任何其他類型的激光束源。寫入光源110可以是激光二極管之外的任何其他光源。
工業(yè)實(shí)用性可以將本發(fā)明廣泛應(yīng)用于激光處理裝置和激光處理方法、生成全息圖再現(xiàn)圖的全息圖再現(xiàn)圖發(fā)生器和方法、以及波形整形裝置和波形整形方法中光的相位調(diào)制。
權(quán)利要求
1.一種相位調(diào)制裝置，包括發(fā)光的光源(10)；疊加裝置(60e)，該疊加裝置將預(yù)期相位圖和用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖；以及電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)，其根據(jù)所述失真校正后相位圖來對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，其中所述波陣面失真校正相位圖包括通過將表示光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，其中當(dāng)預(yù)期相位圖和波陣面失真校正相位圖疊加得到的相位值是負(fù)值或者是等于或大于2π的值時(shí)，所述疊加裝置(60e)生成通過將該相位值除以2π而得到的余數(shù)，作為所述失真校正后相位圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，還包括存儲(chǔ)所述波陣面失真校正相位圖的存儲(chǔ)裝置(60d)，其中所述疊加裝置(60e)從所述存儲(chǔ)裝置(60d)中讀取所述波陣面失真校正相位圖，然后將該波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，還包括輸入裝置(60k)，該輸入裝置接收所述波陣面失真校正相位圖，其中所述疊加裝置將所接收的波陣面失真校正相位圖和預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，還包括測(cè)量裝置(200、210、70、220)，其測(cè)量光的波陣面失真，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；以及生成裝置(60c)，其反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成所述波陣面失真校正相位圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位調(diào)制裝置，其中所述測(cè)量裝置(200、210)重復(fù)對(duì)光的波陣面失真進(jìn)行測(cè)量，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；每次所述測(cè)量裝置對(duì)光的波陣面失真進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所述生成裝置(60c)反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成所述波陣面失真校正相位圖；每次所述生成裝置生成所述波陣面失真校正相位圖時(shí)，所述疊加裝置(60e)將該波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以更新所述波陣面失真校正后相位圖；并且所述電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)反復(fù)地根據(jù)更新后的失真校正后相位圖對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位調(diào)制裝置，其中所述電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)具有輸入/輸出表面(150b)，通過該輸入/輸出表面來接收和發(fā)射光；并且所述波陣面失真校正相位圖包括用于校正由該輸入/輸出表面(150b)所引起的光波陣面失真的相位圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位調(diào)制裝置，其中所述波陣面失真校正相位圖包括通過將表示從所述電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)發(fā)出的光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相位調(diào)制裝置，還包括第一光學(xué)元件(20、30)，其將光源(10)發(fā)出的光導(dǎo)向所述電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)；其中所述波陣面失真校正相位圖包括用于對(duì)由光源(10)、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)以及第一光學(xué)元件(20、30)中至少一個(gè)所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正的相位圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相位調(diào)制裝置，其中所述波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源(10)、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)以及第一光學(xué)元件(20、30)中至少一個(gè)所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相位調(diào)制裝置，還包括第二光學(xué)元件(50)，其引導(dǎo)從電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)發(fā)出的光；其中所述波陣面失真校正相位圖包括用于對(duì)由光源(10)、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)、第一光學(xué)元件(20、30)以及第二光學(xué)元件(50)中至少一個(gè)所引起的光波陣面失真進(jìn)行校正的相位圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相位調(diào)制裝置，其中所述波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源(10)、電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)、第一光學(xué)元件(20、30)以及第二光學(xué)元件(50)中至少一個(gè)引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相位調(diào)制裝置，其中所述波陣面失真校正相位圖包括第一波陣面失真校正相位圖、第二波陣面失真校正相位圖和第三波陣面失真校正相位圖中的至少一個(gè)，所述第一波陣面失真校正相位圖用于校正由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)所引起的波陣面失真，所述第二波陣面失真校正相位圖用于校正光源(10)所引起的波陣面失真，所述第三波陣面失真校正相位圖用于校正第一光學(xué)元件(20、30)所引起的波陣面失真；并且所述疊加裝置(60e)將第一、第二以及第三波陣面失真校正相位圖中的至少一個(gè)與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的相位調(diào)制裝置，其中所述第一波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖，所述第二波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由光源(10)所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖，以及所述第三波陣面失真校正相位圖包括通過將表示由第一光學(xué)元件(20、30)所引起的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的相位圖。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相位調(diào)制裝置，其中通過將表示由電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成第一波陣面失真校正相位圖，通過將表示由光源(10)和第一光學(xué)元件(20、30)所引起的光波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成第四波陣面失真校正相位圖，所述疊加裝置(60e)將所述第一波陣面失真校正相位圖和所述第四波陣面失真相位圖與所述預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成所述失真校正后相位圖。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的相位調(diào)制裝置，還包括輸入裝置(60k)，其接收第一波陣面失真校正相位圖，該第一波陣面失真校正相位圖是通過對(duì)表示從未被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)發(fā)出的光的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)而生成的；測(cè)量裝置(200、210、70、220)，其測(cè)量由光源(10)和第一光學(xué)元件(20、30)所引起的光波陣面失真，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；以及生成裝置(60c)，其反轉(zhuǎn)所述波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成所述第四波陣面失真校正相位圖；其中所述疊加裝置(60e)將所述第一和第四波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，以生成所述失真校正后相位圖。
18.一種相位調(diào)制方法，包括以下步驟提供預(yù)期相位圖；提供用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖；將所述預(yù)期相位圖和所述波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，以生成失真校正后相位圖；以及根據(jù)所述失真校正后相位圖驅(qū)動(dòng)電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)，從而對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相位調(diào)制方法，其中所述提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括反轉(zhuǎn)表示光波陣面失真的相位的波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成所述波陣面失真校正相位圖。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相位調(diào)制方法，其中所述提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括接收波陣面失真校正相位圖；其中所述疊加步驟包括將所接收的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相位調(diào)制方法，其中所述提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括測(cè)量光的波陣面失真并且生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；并且反轉(zhuǎn)該波陣面失真相位圖的符號(hào)，以生成所述波陣面失真校正相位圖，其中所述疊加步驟包括將所生成的波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的相位調(diào)制方法，其中所述測(cè)量步驟包括重復(fù)測(cè)量光的波陣面失真，以生成表示該波陣面失真的波陣面失真相位圖；所述反轉(zhuǎn)步驟包括反轉(zhuǎn)所述波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而重復(fù)生成波陣面失真校正相位圖；所述疊加步驟包括重復(fù)地疊加波陣面失真校正相位圖，從而重復(fù)地更新所述波陣面失真校正后相位圖；并且所述相位調(diào)制步驟包括根據(jù)重復(fù)更新的失真校正后相位圖來重復(fù)地驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)，從而對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的相位調(diào)制方法，其中所述提供波陣面失真校正相位圖的步驟包括測(cè)量從未被驅(qū)動(dòng)的電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)的輸入/輸出表面(150b)發(fā)出的光的波陣面失真；反轉(zhuǎn)表示所測(cè)得的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而生成第一波陣面失真校正相位圖，并且所述疊加步驟包括將所述第一波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，從而生成所述失真校正后相位圖。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的相位調(diào)制方法，其中提供所述波陣面失真校正相位圖的步驟還包括測(cè)量由光源(10)和第一光學(xué)元件(20、30)所引起的光波陣面失真；并且反轉(zhuǎn)表示所測(cè)得的波陣面失真的波陣面失真相位圖的符號(hào)，從而生成第二波陣面失真校正相位圖，所述疊加包括將第一波陣面失真校正相位圖和第二波陣面失真校正相位圖與預(yù)期相位圖進(jìn)行疊加，從而生成所述失真校正后相位圖，并且所述相位調(diào)制包括通過第一光學(xué)元件(20、30)將來自光源(10)的光導(dǎo)向電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)，然后根據(jù)所述失真校正后相位圖驅(qū)動(dòng)該電尋址相位調(diào)制空間光調(diào)制器(40)，從而對(duì)該來自光源(10)的光進(jìn)行相位調(diào)制。
25.一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序，包括準(zhǔn)備預(yù)期相位圖的處理；準(zhǔn)備用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖的處理；以及將預(yù)期相位圖和波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而生成失真校正后相位圖的處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的程序，還包括將表示光的波陣面失真的相位的波陣面失真相位圖的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而生成所述波陣面失真校正相位圖的處理。
27.一種存儲(chǔ)有由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，存儲(chǔ)有準(zhǔn)備預(yù)期相位圖的處理；準(zhǔn)備用于校正光的波陣面失真的波陣面失真校正相位圖的處理；以及將預(yù)期相位圖與波陣面失真校正相位圖進(jìn)行疊加，從而生成失真校正后相位圖的處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的記錄介質(zhì)，還存儲(chǔ)有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下處理的程序?qū)⒈硎竟獾牟嚸媸д娴南辔坏牟嚸媸д嫦辔粓D的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而生成所述波陣面失真校正相位圖。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的記錄介質(zhì)，還存儲(chǔ)有所述波陣面失真校正相位圖的數(shù)據(jù)。
全文摘要
疊加單元(60e)從圖形存儲(chǔ)單元(60a)中讀取預(yù)期CGH圖形，并且從失真校正圖形存儲(chǔ)單元(60d)中讀取相位失真校正圖形，并且將這兩個(gè)圖形疊加在一起，從而生成經(jīng)過相位失真校正的圖形?？刂茊卧?60g)根據(jù)相位失真校正后的圖形來控制相位調(diào)制模塊(40)。因此，可以精確、容易且快速地根據(jù)預(yù)期相位圖來對(duì)光進(jìn)行相位調(diào)制。
文檔編號(hào)G03H1/08GK1575432SQ02821209
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者伊介崎泰則, 福智昇央 申請(qǐng)人:濱松光子學(xué)株式會(huì)社