[发明专利]一种基于空间光调制器的激光光束整形装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于空间光调制器的激光光束整形装置及方法，装置由激光器、扩束镜、第一反射镜、快门、第二反射镜、空间光调制器、第一透镜、光阑、分束镜、第三反射镜、第二透镜、工作台、第三透镜、CCD相机和电脑组成；本发明首先根据目标形状需求设计掩模图，然后将得到的掩模图加载到空间光调制器上，去除光学衍射的高阶光后，利用由第一透镜和第二透镜组成的光学4f系统将零阶光在空间光调制器近场形成的像传递到待加工表面，最后使用CCD相机进行观测；本发明不需要复杂计算，节约时间；终成像的激光束为平行光束，可在3f之后的任意位置加工，克服了景深的限制；可以有效避免衍射和干涉的影响，提高了光束质量。

主权项

1.一种基于空间光调制器的激光光束整形方法，采用基于空间光调制器的激光光束整形装置；其特征在于：所述装置包括激光器(1)、扩束镜(2)、第一反射镜(3)、快门(4)、第二反射镜(5)、空间光调制器(6)、第一透镜(7)、光阑(8)、分束镜(9)、第三透镜(10)、第三反射镜(11)、第二透镜(12)、工作台(13)、CCD相机(14)和电脑(15)；所述第一透镜(7)和所述第二透镜(12)组成第一光学4f系统，所述第一透镜(7)和第三透镜(10)组成第二光学4f系统；所述激光器(1)产生的激光依次通过所述扩束镜(2)、第一反射镜(3)、快门(4)、第二反射镜(5)后入射到所述空间光调制器(6)上，出射光经过所述第一透镜(7)、光阑(8)后入射到所述分束镜(9)内；经所述分束镜(9)后激光分成两部分，一部分通过第一光学4f系统把空间光调制器(6)近场的像传递到工作台(13)上的待加工表面，另一部分通过第二光学4f系统将整形后的光束传递到CCD相机(14)中进行观察；所述电脑(15)分别与所述快门(4)、空间光调制器(6)、CCD相机(14)连接，用于控制所述快门(4)、空间光调制器(6)、CCD相机(14)工作；所述方法包括以下步骤：步骤1：利用空间光调制器(6)的控制软件生成模拟二元光栅，在模拟的二元光栅中加入需要整形的图案形成掩模图；步骤2：将步骤1中得到的掩模图加载到空间光调制器(6)上；步骤3：把激光器(1)发出的高斯光以小于10°的入射角入射到空间光调制器(6)上；步骤4：将经过空间光调制器(6)后发生衍射的高阶光用光阑(8)去除；步骤5：将发生反射的零阶光利用第一光学4f系统把空间光调制器(6)近场的像传递到工作台(13)上的待加工表面；步骤6：使用分光镜把能量10％零阶光通过第二光学4f系统将整形后的光束传递到CCD相机(14)中进行观察。