[发明专利]一种衍射光学元件

说明书

本发明设计光学元件技术领域，具体为一种衍射光学元件。为了解决当衍射光学元件制造误差较大时，导致利用衍射光学元件对光进行分束，子光束功率与预期功率不一致的问题，本发明一种衍射光学元件，包含相位分布A和相位分布B，所述相位分布A为符合0/c×π二值分布的相位分布，其中c的数值范围为0.5～1.5，所述相位分布B与相位分布A相互补偿，所述相互补偿是指激光通过相位分布B输出的子光束功率与激光通过相位分布A输出的子光束功率相互补偿，本发明通过采用相位分布A与相位分布B相组合的方式，实现子光束之间功率互相补偿，使得子光束功率与预期功率一致。

技术领域

本发明设计光学元件技术领域，具体为一种衍射光学元件。

背景技术

衍射光学元件可应用于许多领域，如用于人机交互、手势识别、机器人视觉的结构光、激光材料加工(如多孔同时加工、高速激光毛化)、光通信、光学图像处理、微电子、显微镜、光纤耦合等。

衍射光学元件用于对激光分束时，可以将一束激光变换成多束光束(通常称之为子光束)，这时的衍射光学元件通常被称为衍射分束元件、阵列发生器、分束光栅，或简称为光栅、分束元件等。

美国专利号为US2013120841的专利公开了一种Optical pattern projector，该专利中的光学装置包括两片依次放置的衍射光学元件，衍射光学元件对入射光束进行衍射，其中一片衍射光学元件将入射光束分成至少3x3的输出矩阵子光束。

理论上，采用上述常规的设计方法可以得到9束功率和预期功率相当一致的输出光束。实际上，当采用高精度设备制造衍射光学元件时，制造误差较小，得到的衍射光学元件对激光进行分束，输出的子光束功率和预期功率可以达到基本一致。但当制造设备精度较低，即衍射光学元件微细结构的尺寸小于制造机器的分辨率时，制造误差较大，得到的衍射光学元件对光进行分束时，子光束功率和预期功率不一致，最常见的误差是在输出的矩阵子光束中，沿一个对角线的2束光的功率大于沿另一个对角线的2束光的功率(如图1所示)，这种结果非常影响衍射光学元件的使用。

由于高精度设备价格昂贵，不能得到普遍应用，大多数衍射光学元件生产厂家采用的仍是较低精度的制造设备，因此，其生产的衍射光学元件都存在上述问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种能够用较低精度设备制造生产，通过不同相位分布的组合，实现输出的子光束功率和预期功率相一致的衍射光学元件。

为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种衍射光学元件，包含相位分布A和相位分布B，所述相位分布A为符合0/c×π二值分布的相位分布，其中c的数值范围为0.5～1.5，所述相位分布B与相位分布A相互补偿，所述相互补偿是指激光通过相位分布B输出的子光束功率与激光通过相位分布A输出的子光束功率相互补偿。

作为优选，所述相位分布B为相位分布A反相的相位分布、相位分布A从下至上逆排序的相位分布和相位分布A从右至左逆排序的相位分布中的至少一种。

作为优选，所述衍射光学元件分为上下两部分，上部分为相位分布A，下部分为相位分布B。

作为优选，所述衍射光学元件分为左右两部分，左部分为相位分布A，右部分为相位分布B。

作为优选，所述衍射光学元件分为中间和周围两部分，中间为相位分布A，周围为相位分布B。

作为优选，所述衍射光学元件分为四个象限，第一象限为相位分布A，第二象限为相位分布B，第三象限为相位分布A，第四象限为相位分布B。

作为优选，若干所述相位分布A与若干所述相位分布B交替排列。

作为优选，若干所述相位分布A构成行单元A，若干所述相位分布B构成行单元B，所述行单元A至少为一行，所述行单元B至少为一行，行单元A与行单元B交替排列。