[发明专利]匀光器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及衍射光学元件领域，更具体地说，涉及一种匀光器及其制作方法。

背景技术

均光器是一种改变入射光束波前，例如高斯波前和不规则波前激光束，以使得入射光束转变为接近于平面波前的光束的光学器件，在各种光路中有着广泛的应用，例如在光束整形和微电子无掩膜刻蚀仪器等等。

目前，常用的匀光器有棱镜法、反射镜法、万花筒法、柱面镜法以及阵列匀光器等等。其中，阵列匀光器是基于数学积分原理设计的，其将光束分成无限多个细小的光束，每个细小的光束内部的能量分布是均匀的，将所有的细小的光束累积叠加，就得到了在某一位置能量均匀分布的光斑，常见的阵列匀光器的基本阵列单元为透镜和波带片，具有较好的均匀光照效果，波带片由透明和不透明环带交替组成，典型的如菲涅耳波带片。

而通过提出性能更优的基本阵列单元来组成阵列匀光器，提供近似平面的衍射光束，有助于提高衍射效率，优化匀光器的性能。

发明内容

本发明实施例提供一种匀光器及其制作方法，提供近似平面的衍射光束，提高衍射效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种匀光器，为多个环带光子筛单元组成的阵列，所述环带光子筛单元包括波带片和所述波带片的不透光环带上随机分布的透光孔。

可选地，所述阵列的大小不小于入射的光束的孔径。

可选地，所述波带片的每一个环带的中心半径为r_n、宽度为w_n，其中，r_n²＝2nfλ+n²λ²，w_n＝λ/2r_n，λ为入射光的波长，f为环带光子筛单元的焦距。

可选地，所述透光孔的直径等于该透光孔所在环带的宽度。

可选地，所述波带片由透光基底及其上覆盖的环带的不透光膜组成，透光孔为环带的不透光膜上的通孔。

此外，本发明还提供了上述匀光器的制造方法，包括：

提供透光衬底；

在所述透光衬底上覆盖不透光膜；

图案化所述不透光膜，以形成透光环带和不透光环带间隔组成的波带片以及所述不透光环带上随机分布的透光孔。

可选地，所述不透光膜为不透光金属膜。

可选地，采用接触式光刻法进行图案化。

可选地，所述波带片的每一个环带的中心半径为r_n、宽度为w_n，其中，r_n²＝2nfλ+n²λ²，w_n＝λ/2r_n，λ为入射光的波长，f为环带光子筛单元的焦距。

可选地，所述透光孔的直径等于该透光孔所在环带的宽度。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例的匀光器及其制造方法，通过波带片及波带片的不透光环带上的透光孔，实现了位相型的衍射元件，将光束分成了多个细小的光束，每个小的光束内部的能量分布均匀，将所有的小光束累积叠加，就得到了在某一位置能量均匀分布的光斑，实现光束远场的波前平顶化，以及光束的在聚焦和远场的扩散，从而实现了光束的匀光，提高衍射效率。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为根据本发明实施例的环带光子筛单元的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的由环带光子筛单元组成的阵列的匀光器的示意图；

图3为使用本发明实施例的匀光器的试验检测装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

为了提供近似平面的衍射光束，提高衍射效率，本发明提供了一种匀光器，参考图1和图2所示，为多个环带光子筛单元200组成的阵列300，所述环带光子筛单元200包括波带片100和所述波带片的不透光环带100-2上随机分布的透光孔110。