專利名稱：激光光束轉(zhuǎn)換裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光光束轉(zhuǎn)換裝置及方法，尤其涉及一種將一主激光光束轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第二偏振方向的一第二次激光光束，并分別將其聚焦于一第一焦點(diǎn)及一第二焦點(diǎn)的激光光束轉(zhuǎn)換裝置及方法。
背景技術(shù)：
伴隨著科技的進(jìn)步，各式科技產(chǎn)品主流趨勢(shì)已逐漸朝輕薄短小的方向發(fā)展，現(xiàn)有的傳統(tǒng)加工技術(shù)，諸如模具沖壓、鉆孔以及切削等等的方式，因其精密度受限于本身的特質(zhì)，已無法滿足一般業(yè)界的需求以及消費(fèi)者的期待。相比之下，激光因?yàn)榫哂袉紊?、低發(fā)散性、高能量密度以及高度相干性等特點(diǎn)，因而賦予了激光加工技術(shù)具備如加工密度高、可提供較精細(xì)的作業(yè)以及可進(jìn)行非接觸性加工等優(yōu)勢(shì)。進(jìn)而，激光加工技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)在的諸多產(chǎn)業(yè)之中，并且已漸漸地取代傳統(tǒng)的加工方式?！げ贿^，縱然現(xiàn)今使用在產(chǎn)業(yè)的激光加工技術(shù)已具有相當(dāng)成熟性，但仍存在有其局限，例如現(xiàn)有技術(shù)在材料上進(jìn)行激光加工以及量測(cè)作業(yè)時(shí)，常需依據(jù)不同的外觀設(shè)計(jì)，在同一區(qū)域上設(shè)定相異的焦點(diǎn)位置，或在不同厚度上重復(fù)至少二次或以上的激光加工掃描步驟，尤其，當(dāng)被加工物的厚度或表面具有較大的數(shù)值變化時(shí)，更是會(huì)倍數(shù)增加重復(fù)進(jìn)行激光加工掃描的次數(shù)，因此，由于前述激光加工掃描步驟次數(shù)的增加，也就連帶地使加工時(shí)間更長(zhǎng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低，并且還可能進(jìn)一步延伸出重復(fù)掃描時(shí)的定位偏移的問題。因此，如何提供一激光光束轉(zhuǎn)換裝置及方法，使入射的單一激光光束可形成具有相異二焦點(diǎn)的二個(gè)次激光光束，從而提高生產(chǎn)效率與加工品質(zhì)，則為業(yè)界所亟需共同努力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種激光光束轉(zhuǎn)換裝置，使入射的一單一主激光光束可形成具有相異二焦點(diǎn)的二個(gè)次激光光束，從而減少激光加工時(shí)所需的掃描次數(shù)，以進(jìn)一步提聞生廣效率。本發(fā)明的又一目的在于提供一種可分別調(diào)整二個(gè)次激光光束的能量大小以及焦點(diǎn)位置的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，使其可因應(yīng)不同的加工需求，針對(duì)相同的材料或表面進(jìn)行相異二焦點(diǎn)的激光加工及量測(cè)作業(yè)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的激光光束轉(zhuǎn)換裝置包含一極化偏轉(zhuǎn)元件、一分光元件、一第一光學(xué)模塊、一第二光學(xué)模塊以及一第三光學(xué)模塊；—極化偏轉(zhuǎn)兀件,用以接收一主激光光束，并將其轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向之一的一第一次激光光束和具有一第二偏振方向之一的一第二次激光光束后射入分光元件；一分光元件，用以接收來自該極化偏轉(zhuǎn)元件的該第一次激光光束及該第二次激光光束，且允許具有該第一偏振方向的該第一次激光光束穿透，并反射具有該第二偏振方向的該第二次激光光束；一第一光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第一側(cè)邊，以接收并反射該第二次激光光束；一第二光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第二側(cè)邊，以接收并反射該第一次激光光束及該第二次激光光束其中之一；以及一第三光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第三側(cè)邊；其中，具有該第一偏振方向的該第一次激光光束及具有該第二偏振方向的該第二次激光光束經(jīng)該分光元件、該第一光學(xué)模塊、該第二光學(xué)模塊及該第三光學(xué)模塊的轉(zhuǎn)換后，分別聚焦于相異的一第一焦點(diǎn)及一第二焦點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種激光光束轉(zhuǎn)換方法，該方法包括以下步驟(a)將一主激光光束轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第·二偏振方向的一第二次激光光束；(b)將具有該第一偏振方向的該第一次激光光束聚焦于一第一焦點(diǎn)；以及(C)將具有該第二偏振方向的該第二次激光光束聚焦于與該第一焦點(diǎn)相異的一第~■焦點(diǎn)。為讓上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文將以較佳實(shí)施例配合所示附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖I為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置的立體示意圖；圖2為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例一的示意圖；圖3為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例二的示意圖；圖4為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例三的示意圖；圖5為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例四的示意圖；圖6為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換方法實(shí)施例一的步驟示意圖；圖7為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換方法實(shí)施例二的步驟示意圖。附圖標(biāo)記說明I :激光光束轉(zhuǎn)換裝置；2 :主激光光束；21 :具有第一偏振方向P的第一次激光光束；22 :具有第二偏振方向S的第二次激光光束；23 :具有第一偏振方向P的第二次激光光束；24 :具有第二偏振方向S的第一次激光光束；3 :極化偏轉(zhuǎn)元件；4 :分光元件；5 :第一光學(xué)模塊；51 :第一次極化偏轉(zhuǎn)元件；52 :第一反射元件；53 :第三次極化偏轉(zhuǎn)元件；
6 :第二光學(xué)模塊；61 :第二次極化偏轉(zhuǎn)元件；62:第二反射元件；63 :第一透鏡；64 :第四次極化偏轉(zhuǎn)元件；7 :第三光學(xué)模塊；71 :第二透鏡；8 :工件；·
81 :第一焦點(diǎn)；82:第二焦點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置的立體示意圖。如圖I所示，當(dāng)一主激光光束2入射于激光光束轉(zhuǎn)換裝置I后，其將通過激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)部元件的反射及轉(zhuǎn)換，而成為具有第一偏振方向P的第一次激光光束21和具有第二偏振方向S的第二次激光光束22后射出，并分別在一工件8上形成一第一焦點(diǎn)81及與第一焦點(diǎn)81相異的一第二焦點(diǎn)82,以針對(duì)工件8的表面進(jìn)行相異二焦點(diǎn)的激光加工作業(yè)，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。圖2為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例一的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換裝置I包含一極化偏轉(zhuǎn)元件3、一分光元件4、一第一光學(xué)模塊5、一第二光學(xué)模塊6以及一第三光學(xué)模塊7。在本實(shí)施例中,第一光學(xué)模塊5與第二光學(xué)模塊6相對(duì)設(shè)置,且第三光學(xué)模塊7與極化偏轉(zhuǎn)元件3相對(duì)設(shè)置。此外，本發(fā)明的分光元件4具有允許具有第一偏振方向P的激光光束穿透，且反射具有第二偏振方向S的激光光束的特性。詳細(xì)而言，在本實(shí)施例中，第一光學(xué)模塊5較佳可包含一第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51和一第一反射元件52，第二光學(xué)模塊6較佳可包含一第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61、一第二反射元件62和一第一透鏡63，且第三光學(xué)模塊7較佳為一第二透鏡71。其中，第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51具有使具有第二偏振方向S的激光光束轉(zhuǎn)換為具有第一偏振方向P的激光光束，且允許具有第一偏振方向P的激光光束穿透的特性。相似地，第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61具有使具有第一偏振方向P的激光光束轉(zhuǎn)換為具有第二偏振方向S的激光光束,且允許具有第二偏振方向S的激光光束穿透的特性。以下將分別針對(duì)具有第一偏振方向P的第一次激光光束21、以及具有第二偏振方向S的第二次激光光束22的光束行進(jìn)路線進(jìn)行說明。請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D2，并請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)DI。首先，當(dāng)具有第一偏振方向P的第一次激光光束21入射于分光元件4后，由于分光元件4允許具有第一偏振方向P的激光光束通過，所以，具有第一偏振方向P的第一次激光光束21穿透分光兀件4,并通過第三光學(xué)模塊7 (即第二透鏡71)的作用，聚焦在工件8上的第一焦點(diǎn)81。在此同時(shí)，當(dāng)具有第二偏振方向S的第二次激光光束22入射于分光兀件4后，由于分光兀件4會(huì)反射具有第二偏振方向S的激光光束，因此，具有第二偏振方向S的第二次激光光束22被分光兀件4所反射,繼而進(jìn)入第一光學(xué)模塊5。其后,具有第二偏振方向S的第二次激光光束22將被第一光學(xué)模塊5的第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51轉(zhuǎn)換成具有第一偏振方向P的第二次激光光束23，并經(jīng)第一光學(xué)模塊5的第一反射元件52反射后，依序入射與穿透第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51與分光元件4，而抵達(dá)相對(duì)于第一光學(xué)模塊5設(shè)置的第二光學(xué)模塊6。緊接著，具有第一偏振方向P的第二次激光光束23將先通過第二光學(xué)模塊6的第一透鏡63，且第二光學(xué)模塊6的第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61再次將具有第一偏振方向P的第二次激光光束23轉(zhuǎn)換為具有第二偏振方向S的第二次激光光束22，并利用第二光學(xué)模塊6的第二反射元件62將其反射，而依序入射及穿透第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61與第一透鏡63后，到達(dá)分光兀件4。最后,分光兀件4將再次地反射具有第二偏振方向S的第二次激光光束22,并通過第三光學(xué)模塊7 (即第二透鏡71)將其聚焦于與第一焦點(diǎn)81相異的第二焦點(diǎn)82，從而完成本發(fā)明的將單一主激光光束2轉(zhuǎn)換為具有二相異焦點(diǎn)的二個(gè)次激光光束的目的。在本實(shí)施例中，設(shè)置在第二光學(xué)模塊6的第一透鏡63用以改變?nèi)肷涞木哂械谝黄穹较騊的第二次激光光束23的擴(kuò)散角。藉此，二相異的激光光束將會(huì)因?yàn)橥ㄟ^的透鏡數(shù)的不同，而具有相異的擴(kuò)散角，進(jìn)一步得以在工件8上形成水平位置相異的二焦點(diǎn)。此外，若將極化偏轉(zhuǎn)元件3旋轉(zhuǎn)，亦可協(xié)助調(diào)整具有第一偏振方向P的第一次激光光束21與具有第二偏振方向S的第二次激光光束22間的能量比例，以控制激光加工的深度。

圖3為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例二的示意圖。如圖3所示，其中，實(shí)施例二的各元件的配置方式，基本上相似于實(shí)施例一，都包含極化偏轉(zhuǎn)元件3、分光元件4、第一光學(xué)模塊5、第二光學(xué)模塊6以及第三光學(xué)模塊7等元件。并且同樣地，第一光學(xué)模塊5與第二光學(xué)模塊6相對(duì)設(shè)置，且第三光學(xué)模塊7與極化偏轉(zhuǎn)元件3相對(duì)設(shè)置。實(shí)施例二與實(shí)施例一的相異處在于，原本設(shè)置在實(shí)施例一的第一光學(xué)模塊5所包含的第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51和第一反射兀件52被一第三次極化偏轉(zhuǎn)兀件53取代,而原本設(shè)置在第二光學(xué)模塊6的第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61和第二反射元件62被一第四次極化偏轉(zhuǎn)元件64取代。如此一來，第三次極化偏轉(zhuǎn)元件53將同樣具備將具有第二偏振方向S的第二次激光光束22轉(zhuǎn)換為具有第一偏振方向P的第二次激光光束23后并反射的功用，且第四次極化偏轉(zhuǎn)兀件64亦同樣具備將具有第一偏振方向P的第二次激光光束23轉(zhuǎn)換為具有第二偏振方向S的第二次激光光束22后并反射的作用。由于實(shí)施例二所公開的元件數(shù)量較實(shí)施例一為少，故其將有助于縮小激光光束轉(zhuǎn)換裝置I的體積，以進(jìn)行更為精確的激光定位作業(yè)。圖4為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例三的示意圖。同樣相似于實(shí)施例一，激光光束轉(zhuǎn)換裝置I包含極化偏轉(zhuǎn)元件3、分光元件4、第一光學(xué)模塊5、第二光學(xué)模塊6以及第三光學(xué)模塊7等元件。然而，與實(shí)施例一不同之處在于，實(shí)施例三所公開的第一光學(xué)模塊5與第三光學(xué)模塊7相對(duì)設(shè)置，且第二光學(xué)模塊6與極化偏轉(zhuǎn)元件3相對(duì)設(shè)置。此外，由于實(shí)施例三的各元件的較佳實(shí)施態(tài)樣都與實(shí)施例一相同，故各元件的功用在此不多贅述。以下將針對(duì)具有第一偏振方向P的第一次激光光束21、以及具有第二偏振方向S的第二次激光光束22在實(shí)施例三中的光束行進(jìn)路線進(jìn)行說明。如圖4所示，并請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)DI。首先，當(dāng)具有第一偏振方向P的第一次激光光束21入射于分光元件4后，由于分光元件4允許具有第一偏振方向P的激光光束通過，所以，具有第一偏振方向P的第一次激光光束21穿透分光元件4，而抵達(dá)相對(duì)于極化偏轉(zhuǎn)元件3設(shè)置的第二光學(xué)模塊6。接著，具有第一偏振方向P的第一次激光光束21將先通過第二光學(xué)模塊6的第一透鏡63，且第二光學(xué)模塊6的第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61將具有第一偏振方向P的第一次激光光束21轉(zhuǎn)換為具有第二偏振方向S的第一次激光光束24，并利用第二光學(xué)模塊6的第二反射元件62將其反射，而入射及穿透第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61與第一透鏡63，到達(dá)分光兀件4。之后,分光兀件4將反射具有第二偏振方向S的第一次激光光束24,并通過第三光學(xué)模塊7 (即第二透鏡71)將其聚焦于工件8的第一焦點(diǎn)81。在此同時(shí)，當(dāng)具有第二偏振方向S的第二次激光光束22入射于分光兀件4后，由于分光兀件4會(huì)反射具有第二偏振方向S的激光光束，因此具有第二偏振方向S的第二次激光光束22被分光兀件4所反射,繼而進(jìn)入第一光學(xué)模塊5。其后,具有第二偏振方向S的第二次激光光束22將被第一光學(xué)模塊5的第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51轉(zhuǎn)換成具有第一偏振方向P的第二次激光光束23，并經(jīng)第一光學(xué)模塊5的第一反射元件52反射后，依序入射與穿透第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51與分光元件4，并通過第三光學(xué)模塊7 (即第二透鏡71)將其聚焦于與第一焦點(diǎn)81相異的第二焦點(diǎn)82,從而完成本發(fā)明的將單一主激光光束2轉(zhuǎn)換為具有相異二焦點(diǎn)的二個(gè)次激光光束的目的。并且，為進(jìn)一步縮小激光光束轉(zhuǎn)換裝置I的體積，亦可利用第三次極化偏轉(zhuǎn)元件53取代原本設(shè)置在第一光學(xué)模塊5內(nèi)的第一次極化偏轉(zhuǎn)兀件51和第一反射兀件52,并且·以第四次極化偏轉(zhuǎn)元件64取代原本設(shè)置在第二光學(xué)模塊6內(nèi)的第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61和第二反射元件62，使其成為如圖5所示的實(shí)施例四的態(tài)樣。此外，由于實(shí)施例四的光束行進(jìn)路線都相同于實(shí)施例三，故在此不多贅述。在本發(fā)明中，主激光光束2為具有單一偏振方向的激光光束，極化偏轉(zhuǎn)兀件3為一1/2波片或其他等效元件，且第一次極化偏轉(zhuǎn)元件51及第二次極化偏轉(zhuǎn)元件61為穿透式極化偏轉(zhuǎn)元件，如1/4玻片或其他等效元件。同時(shí)，第三次極化偏轉(zhuǎn)元件53和第四次極化偏轉(zhuǎn)元件64則為反射式極化偏轉(zhuǎn)元件,如極化旋轉(zhuǎn)鏡或其他等效元件。第一反射元件52及該第二反射元件62為反射鏡或其他等效元件，且分光元件4為極化分光鏡。圖6為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換方法實(shí)施例一的步驟示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2與圖3。當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)模塊5與第二光學(xué)模塊6相對(duì)設(shè)置，且第三光學(xué)模塊7與極化偏轉(zhuǎn)元件3相對(duì)設(shè)置時(shí)，本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換方法具有下列步驟如步驟901所示，將主激光光束2通過極化偏轉(zhuǎn)元件3轉(zhuǎn)換為具有第一偏振方向P的第一次激光光束21及具有第二偏振方向S的第二次激光光束22。接著如步驟902所示，使具有第一偏振方向P的第一次激光光束21穿透分光元件4，并通過第三光學(xué)模塊7直接聚焦于第一焦點(diǎn)81。最后，如步驟903所示，使具有第二偏振方向S的第二次激光光束22，在激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)部經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換步驟與四次反射步驟后，通過第三光學(xué)模塊7聚焦于與第一焦點(diǎn)81相異的第二焦點(diǎn)82。圖7為本發(fā)明激光光束轉(zhuǎn)換方法實(shí)施例二的步驟示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D4與圖5。當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)模塊5與第三光學(xué)模塊7相對(duì)設(shè)置，且第二光學(xué)模塊6與極化偏轉(zhuǎn)元件3相對(duì)設(shè)置時(shí)，本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換方法具有下列步驟如步驟901所示，將主激光光束2通過極化偏轉(zhuǎn)元件3轉(zhuǎn)換為具有第一偏振方向P的第一次激光光束21及具有第二偏振方向S的第二次激光光束22。接著如步驟904所示，使具有第一偏振方向P的第一次激光光束21，在激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)部經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換步驟與兩次反射步驟后，通過第三光學(xué)模塊7聚焦于第一焦點(diǎn)81。之后，如步驟905所示，使具有第二偏振方向S的第二次激光光束22，在激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)部經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換步驟與兩次反射步驟后，通過第三光學(xué)模塊7聚焦于與第一焦點(diǎn)81相異的第二焦點(diǎn)82。綜上所述，本發(fā)明的特色在于通過入射單一主激光光束于本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，便可獲得具有相異二焦點(diǎn)的二個(gè)次激光光束，以針對(duì)相同物件的不同厚度或表面進(jìn)行加工及量測(cè)作業(yè)。換言之，當(dāng)本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換裝置I具有如圖2所示的實(shí)施例一及圖3所示的實(shí)施例二的態(tài)樣時(shí)，通過主激光光束2所形成的具有第一偏振方向P與第二偏振方向S的二個(gè)次激光光束將于激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)傳輸。此時(shí)，具有第一偏振方向P的第一次激光光束將直接穿透分光元件4，并入射第三光學(xué)模塊7而聚焦于第一焦點(diǎn)
81。并且,具有第二偏振方向S的第二次激光光束將于激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)完成兩次的轉(zhuǎn)換步驟及四次的反射步驟后，入射第三光學(xué)模塊7而聚焦于第二焦點(diǎn)82。另一方面，當(dāng)本發(fā)明的激光光束轉(zhuǎn)換裝置I具有如圖4所示的實(shí)施例三及圖5所不的實(shí)施例四時(shí)，通過主激光光束2所形成的具有第一偏振方向P與第二偏振方向S的二個(gè)次激光光束將于激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)傳輸，此時(shí)，該二個(gè)次激光光束都會(huì)于激光光束轉(zhuǎn)換裝置I內(nèi)各進(jìn)行一次的轉(zhuǎn)換步驟與兩次的反射步驟后，入射第三光學(xué)模塊7并分別聚 焦于第一焦點(diǎn)81及第二焦點(diǎn)82，從而達(dá)到本發(fā)明的減少激光加工時(shí)的掃描次數(shù)，同時(shí)提高生產(chǎn)效率的目的。此外，本發(fā)明所述的第一偏振方向與第二偏振方向并非被限制需具有如前所述的態(tài)樣。換言之，第一偏振方向與第二偏振方向除可分別為P偏振方向與S偏振方向外,兩者亦可相互交換，使其分別為S偏振方向與P偏振方向，如此的置換并不會(huì)對(duì)本發(fā)明的結(jié)果產(chǎn)生影響。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包含 一極化偏轉(zhuǎn)元件，用以接收一主激光光束并將其轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第二偏振方向的一第二次激光光束； 一分光元件，用以接收來自該極化偏轉(zhuǎn)元件的該第一次激光光束及該第二次激光光束，且允許具有該第一偏振方向的該第一次激光光束穿透，并反射具有該第二偏振方向的該第二次激光光束； 一第一光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第一側(cè)邊，以接收并反射該第二次激光光束； 一第二光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第二側(cè)邊，以接收并反射該第一次激光光束 及該第二次激光光束其中之一；以及 一第三光學(xué)模塊，鄰設(shè)在該分光元件的一第三側(cè)邊； 其中，具有該第一偏振方向的該第一次激光光束及具有該第二偏振方向的該第二次激光光束經(jīng)該分光元件、該第一光學(xué)模塊、該第二光學(xué)模塊及該第三光學(xué)模塊的轉(zhuǎn)換后，分別聚焦于相異的一第一焦點(diǎn)及一第二焦點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一側(cè)邊與該第二側(cè)邊是為相對(duì)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有該第一偏振方向的該第一次激光光束在穿透該分光元件后，入射該第三光學(xué)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一光學(xué)模塊在接收具有該第二偏振方向的該第二次激光光束后，將其轉(zhuǎn)換為具有該第一偏振方向的該第二次激光光束，且穿透該分光兀件后朝該第二光學(xué)模塊射入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第二光學(xué)模塊在接收具有該第一偏振方向的該第二次激光光束后，將其轉(zhuǎn)換為具有該第二偏振方向的該第二次激光光束，并反射至該分光元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該分光元件在接收來自該第二光學(xué)模塊的具有該第二偏振方向的該第二次激光光束后，將其反射并朝該第三光學(xué)模塊射入。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一側(cè)邊與該第二側(cè)邊是為相鄰設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有該第一偏振方向的該第一次激光光束在穿透該分光元件后，入射該第二光學(xué)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第二光學(xué)模塊在接收具有該第一偏振方向的該第一次激光光束后，將其轉(zhuǎn)換為具有該第二偏振方向的該第一次激光光束，并反射至該分光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該分光元件在接收來自該第二光學(xué)模塊的具有該第二偏振方向的該第一次激光光束后，將其反射并朝該第三光學(xué)模塊射入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一光學(xué)模塊在接收具有該第二偏振方向的該第二次激光光束后，將其轉(zhuǎn)換為具有該第一偏振方向的該第二次激光光束，且穿透該分光兀件后朝該第三光學(xué)模塊射入。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一光學(xué)模塊包含一第一次極化偏轉(zhuǎn)元件和一第一反射元件，且該第二光學(xué)模塊包含一透鏡、一第二次極化偏轉(zhuǎn)元件和一第二反射元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一次極化偏轉(zhuǎn)元件及該第二次極化偏轉(zhuǎn)元件都為穿透式極化偏轉(zhuǎn)元件，且該第一反射元件及該第二反射元件都為反射鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第一光學(xué)模塊包含一第三次極化偏轉(zhuǎn)元件，且該第二光學(xué)模塊包含一透鏡及一第四次極化偏轉(zhuǎn)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該第三次極化偏轉(zhuǎn)元件及該第四次極化偏轉(zhuǎn)元件都為反射式極化偏轉(zhuǎn)元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該極化偏轉(zhuǎn)元件為穿透式極化偏轉(zhuǎn)元件，且該第三光學(xué)模塊為一透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光束轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該主激光光束為具有單一偏振方向的激光脈沖光束，該第一偏振方向及該第二次偏振方向分別為P偏振方向及S偏振方向，且該分光兀件為極化分光鏡。
18.—種激光光束轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包含下列步驟 (a)將一主激光光束轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第二偏振方向的一第二次激光光束； (b)將具有該第一偏振方向的該第一次激光光束聚焦于一第一焦點(diǎn)；以及 (C)將具有該第二偏振方向的該第二次激光光束聚焦于與該第一焦點(diǎn)相異的一第二焦點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的激光光束轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該(b)步驟還包括 將具有該第一偏振方向的該第一次激光光束直接聚焦于該第一焦點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的激光光束轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該(c)步驟還包括 將具有該第二偏振方向的該第二次激光光束，經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換步驟與四次反射步驟后，聚焦于與該第二焦點(diǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的激光光束轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該(b)步驟還包括 將具有該第一偏振方向的該第一次激光光束，經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換步驟與兩次反射步驟后，聚焦于該第一焦點(diǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光光束轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該(c)步驟還包括 將具有該第二偏振方向的該第二次激光光束，經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換步驟與兩次反射步驟后，聚焦于該第二焦點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光光束轉(zhuǎn)換裝置及方法，該裝置包含一極化偏轉(zhuǎn)元件、一分光元件、一第一光學(xué)模塊、一第二光學(xué)模塊以及一第三光學(xué)模塊。極化偏轉(zhuǎn)元件在接收一主激光光束后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換為具有一第一偏振方向的一第一次激光光束和具有一第二偏振方向的一第二次激光光束，并將其朝分光元件射入。具有第一偏振方向的第一次激光光束穿透分光元件，并通過第三光學(xué)模塊聚焦于一第一焦點(diǎn)。具有第二偏振方向的第二次激光光束經(jīng)分光元件反射后，依序經(jīng)過第一光學(xué)模塊及第二光學(xué)模塊的轉(zhuǎn)換及反射，并通過第三光學(xué)模塊聚焦于與第一焦點(diǎn)相異的一第二焦點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B27/28GK102789066SQ20121015130
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者吳秉翰, 張光博, 徐玉麟, 楊閔杰, 簡(jiǎn)志維, 郭靜男, 陳強(qiáng)智 申請(qǐng)人:旭丞光電股份有限公司