[发明专利]利用透明块缩小光斑

说明书

本申请是申请人于2005年9月27日提交的、申请号为“200510138026.3”的发明名称为“利用透明块缩小光斑”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求于2004年9月27日递交的美国临时专利申请60/613,894的权益，并在此全文引入作为参考。

技术领域

本发明一般地涉及相干辐射光源，特别涉及由该光源产生的光斑的缩小。

背景技术

由粗糙表面的反射或透射而散射的相干光在远离该粗糙表面处形成干涉图案。观测该图案，肉眼看见在颗粒状图案中的暗区和亮区，这就是光斑。光学系统的强度检测器也可检测到该光斑，而且，称为光斑的对比度的测量通常为强度涨落的均方根与平均强度的比率的函数。由该光斑产生的变化的强度可对以例如激光器的相干光源进行的测量带来不利的影响，迫使该光斑缩小或消除。

Wang等人的美国专利6,367,935，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了用于消除扫描激光投影仪中的图像光斑的系统。相位全息图将投影仪的照明光束分为部分光束。这些部分光束各照亮屏幕区域的一部分，并产生移动的光斑图案。组合这些不同的图案以均化强度，该均化过程清除了光斑。

Kurtz等人的美国专利6,577,429，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了一种激光投影显示系统。该系统包括电可控的缩小光斑调制器，其通过为该系统的入射光提供局部随机相位变化来缩小光斑。

Karpol等人的美国专利6,798,505，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了一种用于物品检测的系统，该物品检测包括用于缩小在检测过程中出现的光斑的方法。光纤束设置在相干光束的光路中，且该光纤束输出具有降低了相干性的多束发散光束。

Tsikos等人的美国专利6,830,189，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了以平面激光束对目标的照射。高分辨率控制系统修改了相干光束的波前的相位。从而该光束产生大量可在空间和/或时间上被均化以缩小所观测的光斑的光斑图案。

Sirat的美国专利6,169,634，在此引入其公开内容作为参考，该专利描述了用于将准直相干光束转变为非相干光束的系统。由通过光学部件的不同单元的不同数量延迟该光束的不同部分。由该光学部件引入的不同的延迟超过了该光束的相干长度。

发明内容

在本发明的实施例中，用于缩小光斑的装置包括连续设置的第一和第二相干性降低元件。所述第一元件包括由第一透明部件组成的第一阵列。所述第一部件接收入射在所述第一元件上的光束的不同的相应的(different respective)第一部分、使所述第一部份穿过由所述第一部件产生的至少两种不同的光程、并输出所述第一部分作为相应的第一基本准直的子光束。通常所述入射光束是基本上相干的，通过所述装置降低所述相干性。

每一所述第一子光束入射在所述第二相干性降低元件上，该第二相干性降低元件包括由第二透明部件组成的第二阵列。所述第二部件接收每一所述第一子光束的不同的相应的第二部分、使所述第二部分穿过由所述第二部件产生的至少两种不同的光程，并输出所述第二部分作为相应的第二基本准直子光束。连续设置这两个元件使所述元件的相干性降低效应倍增，并且与射入所述第一元件的相干程度相比较，显著地降低了从所述第二元件输出的光的相干程度。

可提供光合成器以组合所述第二子光束并将该组合输出为一束输出光束，该输出光束通常为准直的输出光束。通过将穿过不同光程的多束子光束组合在一起，与输入光束的相干程度相比，该装置进一步降低了输出光束的相干程度，并由此降低了光斑的影响。

入射相干光束通常由单模或多模激光器产生。在后者情况下，可将漫射片置于所述激光器和所述部件之间以保证所有横模都入射在所述第一相干性降低元件的所有部件上。

通常，所述光束具有相干长度，并选择由所述第一和第二阵列产生的光程以使每一第二子光束与其它第二子光束至少部分不相干。在一些实施例中，由第一阵列产生的光程，和/或由第二阵列产生的光程，等于或大于所述相干长度，因此每一第二子光束与其它第二子光束不相干。

在一个实施例中，所述透明部件由相同材料的盒状块形成。这些块通常具有不同的长度和基本相似的横截面尺寸。

本发明的实施例中：

·通过连续设置所述相干性降低元件，由少量具有不同光程的部件产生大量不同延迟的子光束。

·光束准直和偏振方向得到保持。

·具有非常低的能耗，因此对装置的元件基本上没有损伤。

·该装置设计很简单并且基本上无需光学对准。

附图说明