本技術(shù)涉及光源領(lǐng)域，特別涉及一種去相干裝置和光源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光源系統(tǒng)能夠?yàn)楦鞣N設(shè)備提供滿足一定要求的激光束。光源系統(tǒng)通常包括相干光源和去相干裝置。

2、由于相干光源提供的光束具有良好的相干性，會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在成像時(shí)會(huì)產(chǎn)生散斑，因此相干光源發(fā)出的光束需要通過(guò)去相干裝置的整形，使光束變?yōu)榉窍喔晒狻?/p>

3、去相干裝置通常采用反射的方式實(shí)現(xiàn)去相干，包括多個(gè)反射鏡，相干光斜射到反射鏡表面，通過(guò)多個(gè)反射鏡的反射，變?yōu)榉窍喔晒?。該反射鏡需要通過(guò)高精度的光學(xué)加工，難度大成本高，并且這種反射的方式對(duì)于光束能量的損耗也非常大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種去相干裝置和光源系統(tǒng)，能夠降低成本，減少光束的能量損耗，所述技術(shù)方案如下：

2、第一方面，提供了一種去相干裝置，該去相干裝置包括外殼，所述外殼具有光入口和光出口，均用于供光束通過(guò)，所述外殼用于與氣體噴吸裝置連接，所述氣體噴吸裝置用于在所述外殼中形成有濃度隨機(jī)變化的單原子氣體，所述光束的通過(guò)所述濃度隨機(jī)變化的單原子氣體。

3、基于上述特征，外殼內(nèi)的單原子氣體相當(dāng)于一個(gè)透鏡，由于單原子氣體的濃度隨機(jī)變化，因此在單原子氣體所分布的范圍內(nèi)，各個(gè)區(qū)域的折射率在隨機(jī)發(fā)生變化，光束透過(guò)不同濃度的單原子氣體，就會(huì)形成光程差，從而實(shí)現(xiàn)光束的去相干，使從光出口中射出的光束為非相干光。

4、在一些示例中，該去相干裝置包括外殼和氣體噴吸裝置。所述氣體噴吸裝置具有噴氣口和吸氣口，所述噴氣口和所述吸氣口位于所述外殼上或者所述外殼內(nèi)，所述噴氣口用于向所述外殼中噴射流量隨機(jī)變化的單原子氣體，所述吸氣口用于吸取單原子氣體。

5、基于上述特征，所述氣體噴射裝置噴射出單原子氣體，所述氣體吸取裝置對(duì)所述單原子氣體進(jìn)行回收，避免所述單原子氣體的擴(kuò)散。在所述氣體噴射裝置和所述氣體吸取裝置的作用下，在所述間隙處形成單原子氣體流。在所述氣體噴射裝置噴出的單原子氣體的流量隨機(jī)變化的過(guò)程中，所述單原子氣體在所述間隙中的分布也會(huì)不斷發(fā)生變化，并且所述間隙中不同區(qū)域的單原子氣體的濃度也不同，單原子氣體的濃度不同，折射率也就不同，也就是說(shuō)，該氣體透鏡的各個(gè)區(qū)域的折射率都在不斷隨機(jī)變化，光束在同一時(shí)刻從氣體透鏡的不同區(qū)域透過(guò)，以及在不同時(shí)刻從氣體透鏡的同一區(qū)域透過(guò)，都會(huì)形成光程差，從而實(shí)現(xiàn)光束的去相干，使從所述光出口中射出的光束為非相干光。

6、可選地，所述氣體噴吸裝置具有n個(gè)噴氣口和n個(gè)吸氣口，n≥1，且為整數(shù)，且所述n個(gè)噴氣口和所述n個(gè)吸氣口一一相對(duì)設(shè)置以在所述n個(gè)噴氣口和所述n個(gè)吸氣口之間形成流量隨機(jī)變化的單原子氣體流，所述光束適于通過(guò)所述n個(gè)噴氣口和所述n個(gè)吸氣口之間形成的單原子氣體流。

7、基于上述特征，通過(guò)將噴氣口與吸氣口相對(duì)布置，使得在噴氣口與吸氣口之間形成氣流，避免噴氣口噴出的氣體擴(kuò)散，使所述外殼內(nèi)，除了所述n個(gè)噴氣口和所述n個(gè)吸氣口之間的區(qū)域，其他的區(qū)域始終維持在真空或接近真空的環(huán)境。

8、可選地，n≥2，所述n個(gè)噴氣口和所述n個(gè)吸氣口成對(duì)布置，每對(duì)噴氣口和吸氣口之間的連線相交于一點(diǎn)，所述光束適于通過(guò)所述連線的交點(diǎn)。在交點(diǎn)處具有較高的氣體濃度，遠(yuǎn)離交點(diǎn)的位置氣體濃度較低。光束通過(guò)交點(diǎn)時(shí)，單原子氣體流對(duì)于光束的作用更明顯，有利于使相干光轉(zhuǎn)變?yōu)榉窍喔晒狻?/p>

9、可選地，所述氣體噴吸裝置包括氣體噴射裝置和氣體吸取裝置，所述氣體噴射裝置具有所述噴氣口，所述氣體噴射裝置用于通過(guò)所述噴氣口向所述外殼中噴射流量隨機(jī)變化的單原子氣體，所述氣體吸取裝置具有所述吸氣口，所述氣體吸取裝置用于通過(guò)所述吸氣口從所述外殼中吸取氣體。由于所述噴氣口和所述吸氣口位于不同的裝置上，因此在布置時(shí)，方便調(diào)整所述噴氣口和所述吸氣口的相對(duì)位置。

10、在一些示例中，所述氣體噴射裝置包括氣體噴嘴，所述氣體噴嘴位于所述外殼內(nèi)，或者，一端位于所述外殼內(nèi)，另一端位于所述外殼外。所述氣體噴嘴布置在外殼內(nèi)部，或者插裝在外殼上，所述氣體噴嘴的布置與所述外殼的大小更好的匹配。

11、在一些示例中，所述氣體噴吸裝置具有用于接收電信號(hào)的接口，所述氣體噴吸裝置用于在頻率和/或強(qiáng)度隨機(jī)變化的所述電信號(hào)的作用下，使所述單原子氣體流的流量隨機(jī)變化，所述強(qiáng)度包括電壓大小或電流大小。通過(guò)頻率和/或強(qiáng)度隨機(jī)變化的電信號(hào)控制所述氣體噴吸裝置工作，方法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)。

12、在一些示例中，所述去相干裝置還包括控制器，所述控制器與所述接口相連，用于提供所述電信號(hào)。通過(guò)設(shè)置所述控制器來(lái)提供所述電信號(hào)，從而不需要連接外部的其他設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)等，來(lái)提供用于控制的電信號(hào)。

13、作為一種示例，所述氣體噴嘴包括噴嘴本體、閥桿和復(fù)位件，所述噴氣口位于所述噴嘴本體的一端，所述閥桿位于所述噴嘴本體中，且一端與所述噴氣口相匹配，所述復(fù)位件位于所述閥桿和所述噴嘴本體的內(nèi)壁之間，所述閥桿用于在所述噴嘴本體內(nèi)的氣壓和所述復(fù)位件的作用下，沿軸向相對(duì)所述噴氣口往復(fù)移動(dòng)，改變所述噴氣口開(kāi)啟的程度。

14、基于上述特征，通過(guò)所述閥桿的往復(fù)移動(dòng)，所述閥桿與所述噴氣口之間形成的間隙不斷變化，使得所述噴氣口開(kāi)啟的程度不斷變化，從所述噴氣口中噴出的氣體的流量就是不斷變化的。

15、可選地，所述噴嘴本體具有高壓腔、過(guò)渡腔、低壓腔和泄壓孔，所述高壓腔與所述噴氣口相連，所述泄壓孔連接所述過(guò)渡腔和所述低壓腔；所述閥桿的一端位于所述高壓腔中，另一端位于所述過(guò)渡腔中；所述氣體噴嘴還包括控制件，所述控制件用于控制所述泄壓孔的開(kāi)閉。

16、基于上述特征，在所述泄壓孔開(kāi)啟時(shí)，所述過(guò)渡腔與所述低壓腔連通，所述過(guò)渡腔的氣壓降低，在所述泄壓孔關(guān)閉時(shí)，所述過(guò)渡腔的氣壓升高。所述閥桿的兩端分別處于所述高壓腔和所述過(guò)渡腔中，所述高壓腔和所述過(guò)渡腔對(duì)所述閥桿的壓力差作為所述閥桿運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。

17、可選地，所述控制件位于所述低壓腔中，所述控制件包括桿部和可控伸縮部。所述桿部的一端與所述可控伸縮部相連，另一端與所述泄壓孔相匹配，所述可控伸縮部用于在電信號(hào)的作用下形變，帶動(dòng)所述桿部相對(duì)所述泄壓孔移動(dòng)，使所述泄壓孔開(kāi)啟或關(guān)閉。

18、基于上述特征，所述桿部的一端與所述可控伸縮部相連，在所述可控伸縮部發(fā)生形變時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)所述桿部移動(dòng)。所述桿部的另一端伸入所述泄壓孔中，在所述桿部與所述泄壓孔的孔壁相貼時(shí)，所述泄壓孔關(guān)閉。所述桿部在所述可控伸縮部的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，與所述泄壓孔的孔壁之間形成縫隙時(shí)，所述泄壓孔開(kāi)啟，所述泄壓孔連通所述過(guò)渡腔和所述低壓腔。

19、所述閥桿的一端位于所述高壓腔中，受到所述高壓腔中的氣體的壓力作用，并且所述高壓腔中的氣體壓力將所述閥桿向所述過(guò)渡腔推。所述閥桿的另一端位于所述過(guò)渡腔中，受到所述過(guò)渡腔中的氣體的壓力作用，并且所述過(guò)渡腔中的氣體壓力將所述閥桿向所述高壓腔推。在所述泄壓孔開(kāi)閉的過(guò)程中，所述高壓腔中的氣體對(duì)所述閥桿的推力基本是恒定的，所述過(guò)渡腔對(duì)所述閥桿的推力則會(huì)隨著所述泄壓孔的開(kāi)閉而變化。在所述泄壓孔關(guān)閉時(shí)，所述過(guò)渡腔處于高壓狀態(tài)，在所述過(guò)渡腔的推力和所述復(fù)位件的作用下，所述閥桿向所述高壓腔一側(cè)運(yùn)動(dòng)，所述閥桿與所述噴氣口之間的縫隙減小，從所述噴氣口中噴出的氣流量減小；在所述泄壓孔開(kāi)啟時(shí)，所述過(guò)渡腔處于低壓狀態(tài)，對(duì)所述閥桿的推力減小，使得所述閥桿在所述高壓腔的推力的作用下向所述過(guò)渡腔一側(cè)運(yùn)動(dòng)，所述閥桿與所述噴氣口之間的縫隙增大，從所述噴氣口中噴出的氣流量增大，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)單原子氣體流的流量的控制。

20、可選地，所述可控伸縮部采用復(fù)合壓電材料或稀土超磁致伸縮材料制成。所述復(fù)合壓電材料和所述稀土超磁致伸縮材料被施加電信號(hào)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生形變，并且形變量與電信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)，從而能夠通過(guò)電信號(hào)控制桿部運(yùn)動(dòng)。

21、在一些示例中，所述去相干裝置還包括進(jìn)氣管和吸氣管。所述進(jìn)氣管的一端位于所述外殼外，另一端與所述氣體噴嘴的高壓腔相連；

22、所述吸氣管的一端位于所述外殼外，另一端與所述氣體噴嘴的低壓腔、所述氣體噴嘴分別相連。

23、基于上述特征，所述進(jìn)氣管位于所述外殼外的一端可以便于去相干裝置連接至高壓源。所述吸氣管位于所述外殼外的一端可以便于去相干裝置連接至低壓源。由于所述進(jìn)氣管和所述吸氣管均有一端延伸至所述外殼的外部，因此高壓源和低壓源均可以布置在所述外殼外，有利于減小所述外殼的體積，方便高壓源和低壓源的布置和維護(hù)。

24、可選地，所述氣體吸嘴與所述氣體噴嘴相對(duì)的一端具有吸氣口，所述吸氣口呈錐形，且直徑較大的一端靠近所述氣體噴嘴。

25、基于上述特征，將所述吸氣口設(shè)置成錐形，將所述吸氣口直徑較大的一端朝向所述氣體噴嘴，有利于所述氣體吸嘴收集所述氣體噴嘴噴出的氣流。

26、另一方面，提供了一種光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)包括相干光源和前一方面所述的任一種去相干裝置。所述相干光源對(duì)準(zhǔn)所述去相干裝置的外殼的光入口，即所述相干光源出射的光束入射至所述去相干裝置的外殼的光入口。

27、基于上述特征，由所述相干光源輸出的相干光，從所述光入口射入到所述去相干裝置中，從所述氣體噴射裝置與所述氣體吸取裝置之間的間隙通過(guò)后，從所述光出口射出的就是轉(zhuǎn)換形成的非相干光。

28、可選地，該光源系統(tǒng)還包括氣源和氣泵，所述氣源與所述氣泵的進(jìn)氣口相連，所述氣泵的出氣口與所述氣體噴吸裝置相連。

29、可選地，該光源系統(tǒng)還包括過(guò)濾器，所述氣體噴吸裝置通過(guò)所述過(guò)濾器與所述氣泵的進(jìn)氣口相連。

30、基于上述特征，通過(guò)將所述氣體吸取裝置連接至所述氣泵的進(jìn)氣口，使得所述氣體吸取裝置回收的單原子氣體能夠得到循環(huán)利用，減少單原子氣體的消耗。所述過(guò)濾器對(duì)回收的單原子氣體進(jìn)行過(guò)濾，避免單原子氣體中混入的雜質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

31、可選地，該光源系統(tǒng)還包括差分泵，所述差分泵連接在所述相干光源與所述外殼的光入口之間。所述差分泵能夠起到隔離的作用，避免去相干裝置中的單原子氣體擴(kuò)散到所述相干光源中。