[发明专利]基于透镜阵列的光束匀化器

权利要求书

1.一种光束匀化器(100)，包括：

-透镜阵列(11)，配置为接收具有初始光束轮廓(I0)的入射光束(B0)，所述初始光束轮廓(I0)具有待均匀化的初始光强度变化(ΔI0)，其中，所述透镜阵列(11)由多个小透镜(11a)形成，所述多个小透镜(11a)根据跨越所述初始光束轮廓(I0)的区域的透镜网格布局(L)布置，其中，每个小透镜(11a)布置在相应的光路(Pa)中以在照明平面(14)处投射所述初始光束轮廓(I0)的相应子区域的部分图像(Ia)，其中，多个所述部分图像(Ia)投射成在所述照明平面(14)处重叠以在所述照明平面(14)处形成所述初始光束轮廓(I0)的初始均匀化光束轮廓(I1)，其中，通过所述部分图像(Ia)的重叠，所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有相对于所述入射光束(B0)的所述初始光束轮廓(I0)中的所述初始光强度变化(ΔI0)初始减小的光强度变化(ΔI1)；以及

-校正掩模(10)，配置为提供成形的初始光束轮廓(I0’)，其中，所述入射光束(B0)和所述照明平面(14)之间的所述多个光路(Pa)的子集至少部分地被所述校正掩模(10)阻挡，以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)，所述进一步均匀化光束轮廓(I2)相对于所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有进一步减小的光强度变化(ΔI2)；

其中，所述掩模包括根据与所述透镜阵列(11)的所述透镜网格布局(L)匹配的掩模网格布局(M)布置的多个子掩模(10a)，其中，所述掩模网格布局(M)与所述透镜网格布局(L)对齐，其中，所述子掩模(10a)中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形(S)所述初始光束轮廓(I0)的通过所述小透镜(11a)中的特定一个的相应子区域，

其中，不同子掩模(10a，10b，10c，10d)的子掩模图案包括与相应小透镜(11a)的中心对准的不同圆形边缘，其中，所述不同圆形边缘设计成不同地成形所述初始光束轮廓(I0)的通过不同小透镜的相应子区域，

其中，所述校正掩模(10)具有不带材料的中心孔，以使通过所述透镜网格布局(L)的所述中心孔处的小透镜(11a)的所述初始光束轮廓(I0)不受所述校正掩模的影响，其中，所述掩模网格布局(M)仅由围绕所述中心孔的边缘(E)设置的多个子掩模图案形成。

2.根据权利要求1所述的光束匀化器(100)，其中，所述不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的所述不同圆形边缘被投射为不同的环形区域(Ia、Ib、Ic、Id)，从而在所述进一步均匀化光束轮廓(I2)中提供所述进一步减小的光强度变化(ΔI2)。

3.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述子掩模(10c)的所述圆形边缘限定通过光的圆形内部区域(10ci)和包围所述圆形内部区域(10ci)的外部区域(10co)，在所述外部区域(10co)中，光被阻挡以对所述初始均匀化光束轮廓(I1)的中心处的相对低的光强度和所述初始均匀化光束轮廓(I1)的外边缘处的相对高的光强度中的一个或多个进行校正。

4.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述子掩模(10c)的所述圆形边缘限定阻挡光的圆形内部区域(10ei)和包围所述圆形内部区域(10ei)的外部区域(10eo)，光通过所述外部区域(10eo)，以对所述初始均匀化光束轮廓的中心处的相对高的光强度和所述初始均匀化光束轮廓的外边缘处的相对低的光强度中的一个或多个进行校正。

5.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的重叠强度轮廓(Ia、Ib、Ic、Id)形成所述进一步均匀化光束轮廓(I2)，其中，第一子掩模(10a)的强度轮廓(Ia)与第二子掩模(10b)的强度轮廓(Ib)完全重叠。

6.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述校正掩模(10)包括多个子掩模(10a)，所述子掩模的至少一些子集具有不同的边缘形状或边缘半径，以及所述子掩模的至少一些子集具有相同的边缘形状和边缘半径，其中，具有相同的边缘形状和边缘半径的子掩模的子集的成员围绕所述掩模网格布局(M)的中心(C)对称分布。