[发明专利]环形光束产生装置

权利要求书

1.一种环形光束产生装置，其特征在于：该装置包括定倍扩束镜组(1)、DOE位相板(201)、双远心变倍镜组(3)、偏振片镜组(4)、反射锥形镜组(5)和观察定位系统(6)构成： 

所述的定倍扩束镜组(1)为开普勒型扩束镜，由第一平凹镜(101)和第一平凸镜(102)构成； 

所述的DOE位相板(201)为衍射光学元件，将超高斯部分相干光整形为均匀的圆形光束； 

所述的双远心变倍镜组(3)由依次的变焦透镜组(301)、光阑(302)和补偿透镜组(303)构成，所述的变焦透镜组(301)由第二平凸镜（301-1）与第二平凹镜（301-2）组成； 

所述的偏振片镜组(4)由起偏器(401)、偏振片(402)、λ/4波片(403)构成； 

所述的反射锥形镜组(5)由外反射锥形镜(502)和内反射锥台形镜筒(501)构成； 

沿入射光束方向依次是同光轴的第一平凹镜(101)、第一平凸镜(102)、DOE位相板(201)、第二平凸镜（301-1）、第二平凹镜（301-2）、光阑(302)、补偿透镜组(303)、起偏器(401)、偏振片(402)、λ/4波片(403)、外反射锥形镜(502)和内反射锥台形镜筒(501)，所述的偏振片(402)与光轴成45°，所述的观察定位系统(6)由CCD相机(601)和电脑(602)构成，所述的CCD相机(601)位于所述的偏振片(402)的反射光输出方向，所述的CCD相机(601)的输出端接所述的电脑(602)的输入端。 

2.根据权利要求1所述的环形光束产生装置，其特征在于：所述的DOE位相板是采用共轭梯度算法优化设计的位相板，然后经过掩膜和光刻得到的位相板。 

3.根据权利要求1所述的环形光束产生装置，其特征在于：所述的变焦透镜组(301)由第二平凸镜（301-1）与第二平凹镜（301-2）组成，所述的第二平凸镜（301-1）与第二平凹镜（301-2）的距离为d₁₂，所述的第二平凹镜（301-2）与第一平凸镜（303）的距离为d₂₃，第二平凸镜（301-1）的移动量、第一平凸镜（303）的移动距离分别为： 

Δd₁₂表示第二平凸镜（301-1）的移动距离，Δd₂₃表示第一平凸镜（303）的移动距离，移动量Δd₁₂为正值时表示靠近第二平凹镜（301-2），负值时表示远离第二平凹镜（301-2），移动量Δd₂₃为正值时表示第一平凸镜（303）远离第二平凹镜（301-2），负值时表示靠近第二平凹镜（301-2）；f₁为第二平凸镜（301-1）的焦距，f₂为第二平凹镜（301-2）的焦距，f₃为第一平凸镜（303）的焦距；M为选择扩大倍数。 

4.权利要求1所述的环形光束产生装置，其特征在于：所述的反射锥形镜组中，所述的內反射锥台形镜筒（501）固定，外反射锥形镜（502）可前后移动，內反射锥台形镜筒（501）与外反射锥形镜（502）的倾角相等，內反射锥台形镜筒（501）与外反射锥形镜（502）的距离d_AB为： 

其中，θ表示外反射锥形镜（502）与光轴方向的夹角，也即外反射锥形镜（502）的倾角；r₁为选择的环形光束的内半径。