環(huán)形光束產(chǎn)生裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，該裝置由定倍擴(kuò)束鏡組、DOE位相板、雙遠(yuǎn)心變倍鏡組、偏振片鏡組、反射錐形鏡組和觀察定位系統(tǒng)構(gòu)成，本發(fā)明靈活性很高，對(duì)不同類(lèi)型的輸入光束，都能得到厚度、內(nèi)半徑可變化的均勻環(huán)形光束，無(wú)像差。
【專(zhuān)利說(shuō)明】環(huán)形光束產(chǎn)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光束整形，尤其是一種環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，可以將輸入的超高斯部分相干光整形為強(qiáng)度均勻分布的厚度和內(nèi)半徑可調(diào)的環(huán)形光束。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，激光已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)生活中普及使用，如激光全息、激光材料加工等領(lǐng)域，特別是在醫(yī)療領(lǐng)域，激光是一種新型光源，具有單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療。目前近視眼治療主要采用準(zhǔn)分子激光進(jìn)行手術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)ASIK)，用準(zhǔn)分子激光對(duì)角膜瓣下基質(zhì)層進(jìn)行屈光性切削，降低瞳孔區(qū)的角膜曲率，從而矯正近視。LASIK手術(shù)中，準(zhǔn)分子激光器輸出部分相干光，小范圍連續(xù)地進(jìn)行角膜切削，有一定的手術(shù)時(shí)間，在這期間盡管有校準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤，但仍具有一定的危險(xiǎn)性。為了更方便更安全地進(jìn)行激光手術(shù)，將準(zhǔn)分子激光光束整形為環(huán)形光束，一次性切削角膜，減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。光束的空間整形方法很多，利用非球面透鏡組、衍射光學(xué)元件(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為D0E)、微透鏡陣列整形、液晶空間光調(diào)制器等均可將超高斯部分相干光整形為均勻的環(huán)形光束。但相比較而言，將部分相干光整形為環(huán)形光束，采用DOE整形方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整形效果好，容易實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，該裝置不僅適用于LASIK手術(shù)中，也適用于其他需求環(huán)形光束的裝置，環(huán)形光束的厚度和內(nèi)半徑可以調(diào)節(jié)，并且DOE位相板整形帶來(lái)的像差被雙遠(yuǎn)心變倍鏡組補(bǔ)償。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案:
[0005]一種環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，其特點(diǎn)在于:該裝置由依次的定倍擴(kuò)束鏡組、DOE位相板、雙遠(yuǎn)心變倍鏡組、偏振片鏡組、反射錐形鏡組和觀察定位系統(tǒng)構(gòu)成；
[0006]所述的定倍擴(kuò)束鏡組為開(kāi)普勒型擴(kuò)束鏡，由第一平凹鏡和第一平凸鏡構(gòu)成；
[0007]所述的DOE位相板為衍射光學(xué)元件，將超高斯部分相干光整形為均勻的圓形光束；
[0008]所述的雙遠(yuǎn)心變倍鏡組由依次的變焦透鏡組、光闌和補(bǔ)償透鏡組構(gòu)成；
[0009]所述的偏振片鏡組由起偏器、偏振片和λ /4波片構(gòu)成；
[0010]所述的反射錐形鏡組由外反射錐形鏡、內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒構(gòu)成；
[0011]所述的觀察定位系統(tǒng)由相機(jī)CCD和電腦構(gòu)成。
[0012]所述的DOE位相板是采用共軛梯度算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后經(jīng)過(guò)掩膜和光刻得到的位相板。
[0013]準(zhǔn)分子激光器輸出是七階超高斯部分相干光，其互強(qiáng)度為:
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，其特征在于:該裝置包括定倍擴(kuò)束鏡組(I)、DOE位相板(201)、雙遠(yuǎn)心變倍鏡組(3)、偏振片鏡組(4)、反射錐形鏡組(5)和觀察定位系統(tǒng)(6)構(gòu)成: 所述的定倍擴(kuò)束鏡組(I)為開(kāi)普勒型擴(kuò)束鏡，由第一平凹鏡(101)和第一平凸鏡(102)構(gòu)成； 所述的DOE位相板(201)為衍射光學(xué)元件，將超高斯部分相干光整形為均勻的圓形光束； 所述的雙遠(yuǎn)心變倍鏡組(3)由依次的變焦透鏡組(301)、光闌(302)和補(bǔ)償透鏡組(303)構(gòu)成，所述的變焦透鏡組(301)由第二平凸鏡(301-1)與第二平凹鏡(301-2)組成； 所述的偏振片鏡組(4)由起偏器(401)、偏振片(402)、λ/4波片(403)構(gòu)成； 所述的反射錐形鏡組(5)由外反射錐形鏡(502)和內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒(501)構(gòu)成； 沿入射光束方向依次是同光軸的第一平凹鏡(101)、第一平凸鏡(102)、DOE位相板(201)、第二平凸鏡(301-1)、第二平凹鏡(301-2)、光闌(302)、補(bǔ)償透鏡組(303)、起偏器(401)、偏振片(402)、λ/4波片(403)、外反射錐形鏡(502)和內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒(501)，所述的偏振片(402)與光軸成45° ,所述的觀察定位系統(tǒng)(6)由CCD相機(jī)(601)和電腦(602)構(gòu)成，所述的CCD相機(jī)(601)位于所述的偏振片(402)的反射光輸出方向,所述的CCD相機(jī)(601)的輸出端接所述的電腦(602)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的DOE位相板是采用共軛梯度算法優(yōu)化設(shè)計(jì)的位相板，然后經(jīng)過(guò)掩膜和光刻得到的位相板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的變焦透鏡組(301)由第二平凸鏡(301-1)與第二平凹鏡(301-2)組成，所述的第二平凸鏡(301-1)與第二平凹鏡(301-2)的距離為d12，所述的第二平凹鏡(301-2)與第一平凸鏡(303)的距離為d23，第二平凸鏡(301-1)的移動(dòng)量、第一平凸鏡(303)的移動(dòng)距離分別為:
4.權(quán)利要求1所述的環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述的反射錐形鏡組中，所述的內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒(501)固定，外反射錐形鏡(502)可前后移動(dòng)，內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒(501)與外反射錐形鏡(502)的傾角相等，內(nèi)反射錐臺(tái)形鏡筒(501)與外反射錐形鏡(502)的距離dAB 為:
【文檔編號(hào)】G02B27/09GK103941403SQ201410116524
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】唐仕旺, 朱海東, 謝興龍, 郭愛(ài)林, 胡恒春, 楊慶偉, 高奇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所