[发明专利]环形光束产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及光束整形，尤其是一种环形光束产生装置，可以将输入的超高斯部分相干光整形为强度均匀分布的厚度和内半径可调的环形光束。

背景技术

近年来，激光已经在现实生活中普及使用，如激光全息、激光材料加工等领域，特别是在医疗领域，激光是一种新型光源，具有单色性好、相干性好、方向性强等特点，被广泛应用于医学治疗。目前近视眼治疗主要采用准分子激光进行手术(以下简称为LASIK)，用准分子激光对角膜瓣下基质层进行屈光性切削，降低瞳孔区的角膜曲率，从而矫正近视。LASIK手术中，准分子激光器输出部分相干光，小范围连续地进行角膜切削，有一定的手术时间，在这期间尽管有校准系统实时跟踪，但仍具有一定的危险性。为了更方便更安全地进行激光手术，将准分子激光光束整形为环形光束，一次性切削角膜，减少手术风险。光束的空间整形方法很多，利用非球面透镜组、衍射光学元件(以下简称为DOE)、微透镜阵列整形、液晶空间光调制器等均可将超高斯部分相干光整形为均匀的环形光束。但相比较而言，将部分相干光整形为环形光束，采用DOE整形方法结构简单，整形效果好，容易实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形光束产生装置，该装置不仅适用于LASIK手术中，也适用于其他需求环形光束的装置，环形光束的厚度和内半径可以调节，并且DOE位相板整形带来的像差被双远心变倍镜组补偿。

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种环形光束产生装置，其特点在于：该装置由依次的定倍扩束镜组、DOE位相板、双远心变倍镜组、偏振片镜组、反射锥形镜组和观察定位系统构成；

所述的定倍扩束镜组为开普勒型扩束镜，由第一平凹镜和第一平凸镜构成；

所述的DOE位相板为衍射光学元件，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由依次的变焦透镜组、光阑和补偿透镜组构成；

所述的偏振片镜组由起偏器、偏振片和λ/4波片构成；

所述的反射锥形镜组由外反射锥形镜、內反射锥台形镜筒构成；

所述的观察定位系统由相机CCD和电脑构成。

所述的DOE位相板是采用共轭梯度算法优化设计，然后经过掩膜和光刻得到的位相板。

准分子激光器输出是七阶超高斯部分相干光，其互强度为：

J0(r1,r2,0)=exp(-r12+r22w02)7×exp(-(r1-r2)22σ02)7---(1)]]>

沿x,y方向将位相板等间距分别划分2m,2n个区间，当