[发明专利]照明光学系统、用于光谱测定的光照射装置和光谱测定仪

说明书

技术领域

本技术涉及采用激光束的照明光学系统、用于光谱测定的光照射装置、以及使用该照明光学系统的光谱测定仪。

背景技术

在相关技术领域中，存在着采用激光束的投影仪、曝光装置、退火装置和光谱测定仪等。高相干性的激光束具有这样的问题：在它的照射表面上会产生干涉条纹，这导致照度不均匀性。

通常，就从卤素灯和发光二极管(Light Emitting Diode，LED)灯等发出的非相干光而言，是通过采用诸如复眼(fly eye)透镜阵列等透镜阵列元件来抑制照度不均匀性的。具体地，当所述非相干光入射到所述复眼透镜上时，由每一个透镜分离出光成分，并且分离出的光成分被聚光透镜叠加，这就抑制了照度不均匀性。

然而，当使用激光束时，因为激光束具有高相干性，所以即使在使用复眼透镜的条件下也不可避免地会产生干涉条纹。

日本专利申请特开第2011-175213号公报公开了能够抑制干涉条纹的产生并且能够提高照度均匀性的激光照射装置。该激光照射装置包括复眼透镜(7)和配置在复眼透镜(7)的光入射侧的去偏振片(6)。去偏振片(6)被构造为具有被布置为矩阵阵列的多个相位差板(6a至6d)。各个相位差板(6a至6d)以1∶1的比例对应于透镜单元。具有不同偏振状态的激光束成分穿过相对应的透镜单元并且在照射面(11)上叠加。在照射面(11)上，激光束呈现为伪随机偏振(pseudo random polarization)。(例如，参见日本专利申请特开第2011-175213号公报中的[0015]段和[0020]段)。

作为本技术的相关技术，日本专利申请特开第2008-510964号公报公开了Offner(奥夫纳)光谱测定仪。

发明内容

在日本专利申请特开第2011-175213号公报中公开的激光照射装置能够避免彼此垂直的偏振成分的干涉，也即是，从相邻透镜单元出射的激光束成分的干涉。然而，该激光照射装置可能无法避免非相邻透镜单元的干涉。换言之，该激光照射装置可能无法避免较高级的干涉。

期望提供一种照明光学系统、一种用于光谱测定的光照射装置和一种使用该照明光学系统的光谱测定仪，使得即使在采用激光束的光学装置中也能够抑制干涉条纹的产生。

本技术的实施例的照明光学系统包括激光光源、积分器元件、振荡元件和集光元件。

所述振荡元件能够将从所述激光光源出射的激光束引导至所述积分器元件，并且进行振荡以改变所述激光束到所述积分器元件的入射角。

所述集光元件聚集从所述积分器元件出射的激光束。

由于所述振荡元件进行振荡以改变激光束到所述积分器元件的入射角，因此能够从所述集光元件以时间平均的方式出射均匀的光。换言之，能够抑制干涉条纹的产生。

所述积分器元件可具有第一积分器元件和第二积分器元件，从所述第一积分器元件出射的激光束入射在所述第二积分器元件上。所述第二积分器元件能够起到场透镜(field lens)的作用，使得照明光的边缘被锐化。

所述第一积分器元件可以具有包括以预定的节距布置的多个透镜的第一透镜阵列。

所述第二积分器元件可以具有第二透镜阵列，所述第二透镜阵列包括以所述第一透镜阵列的所述节距布置的、且与所述第一透镜阵列的多个透镜的光轴方向相对应布置的多个透镜。

所述振荡元件可以振荡，使得从所述第一透镜阵列的多个透镜中的第一透镜出射的激光束入射到所述第二透镜阵列的多个透镜中的第二透镜(所述第二透镜与所述第一透镜的光轴方向相对应布置着)上。

所述积分器元件可以具有透镜阵列，在所述透镜阵列上布置有多个透镜。在此情况下，所述振荡元件进行振荡，使得入射在所述积分器元件上的激光束的振荡宽度不大于所述多个透镜中的单个透镜的宽度。因此，肯定能够抑制干涉条纹的产生。

所述振荡元件可以是共振反射镜或声光元件。

本技术实施例的用于光谱测定的光照射装置是含有上述照明光学系统的用于光谱测定的光照射装置。

本技术实施例的光谱测定仪包括上述照明光学系统、光谱测定光学系统和用于保持光学共轭的光学系统。所述光谱测定光学系统包括下列的反射部件、衍射光栅以及输入元件。

所述反射部件具有沿着具备中心的第一圆形形成的凹面。

所述衍射光栅具有边缘部和沿着与所述第一圆形同心布置的第二圆形形成的凸面，在所述反射部件的所述凹面处被反射的光入射到所述衍射光栅上。