[发明专利]一种偏振光宽视场透射式汇聚照明装置以及方法

权利要求书

1.一种偏振光宽视场透射式汇聚照明装置，其特征在于，所述偏振光宽视场透射式汇聚照明装置包括：

偏振光分束部件、偏振光旋光部件、偏振光合光部件以及透射式扩束汇聚部件；

所述偏振光分束部件用于将入射激光分离为偏振方向垂直的第一束偏振光以及第二束偏振光，所述第一束偏振光入射所述偏振光旋光部件，所述第二束偏振光入射所述偏振光合光部件；

所述偏振光旋光部件用于将所述第一束偏振光进行偏振旋转，使得所述第一束偏振光的偏振方向与所述第二束偏振光的偏振方向相同或者相反；偏振旋转后的所述第一束偏振光入射所述偏振光合光部件；

所述偏振光合光部件用于将入射的所述第一束偏振光以及所述第二束偏振光合成为同向同轴的一束 合成光，所述合成光入射所述透射式扩束汇聚部件；

所述透射式扩束汇聚部件用于将所述合成光整合成满足视场要求的照明光；所述透射式扩束汇聚部件包括：同光轴的第二透反镜、第一凸透镜、凹透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜；所述合成光依次通过所述第二透反镜、所述第一凸透镜、所述凹透镜、所述第二凸透镜以及所述第三凸透镜；所述第二透反镜位于所述第一凸透镜入光侧的焦点位置；所述凹透镜入光侧的焦点以及所述第二凸透镜入光侧的焦点重合；

所述第一凸透镜为平凸透镜，其平面为入光侧，其凸面为出光侧，所述凹透镜为平凹透镜，其平面为入光侧，其凹面为出光侧，所述第二凸透镜为平凸透镜，其凸面侧面为入光侧，其平面侧面为出光侧；所述第三凸透镜为平凸透镜，其平面侧面为入光侧，其凸面侧面为出光侧；

视场直径D的计算公式为：

D＝d*L/f₃

其中，d为所述第三凸透镜的直径，f₃为所述第三凸透镜的焦距；L为所述第三凸透镜出光侧的焦点到照明区域的距离，照明区域为圆形区域。

2.根据权利要求1所述的偏振光宽视场透射式汇聚照明装置，其特征在于，所述偏振光分束部件为沃拉斯顿棱镜。

3.根据权利要求1所述的偏振光宽视场透射式汇聚照明装置，其特征在于，所述偏振光旋光部件包括：反射镜以及旋光部件；

所述第一束偏振光入射所述反射镜，经过所述反射镜反射到所述旋光部件，通过所述旋光部件进行偏振旋转后入射所述偏振光合光部件。

4.根据权利要求1所述的偏振光宽视场透射式汇聚照明装置，其特征在于，所述偏振光合光部件包括第一透反镜；

所述第二束偏振光垂直通过所述第一透反镜；

进行偏振旋转后的所述第一束偏振光以布儒斯特角方向入射所述第一透反镜，垂直出射所述第一透反镜。

5.一种偏振光宽视场透射式汇聚照明方法，其特征在于，所述偏振光宽视场透射式汇聚照明方法包括：

通过偏振分束部件将入射激光分离为偏振方向垂直的第一束偏振光以及第二束偏振光；

通过偏振旋光部件将所述第一束偏振光进行偏振旋转，使得所述第一束偏振光的偏振方向与所述第二束偏振光的偏振方向相同或者相反；

通过偏振合光部件将所述第二束偏振光以及进行偏振旋转后的所述第一束偏振光合成同向同轴的一合成光束；

通过透射式扩束汇聚部件将所述合成光束整合成满足视场要求的照明光；所述透射式扩束汇聚部件包括：同光轴的第二透反镜、第一凸透镜、凹透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜；所述合成光依次通过所述第二透反镜、所述第一凸透镜、所述凹透镜、所述第二凸透镜以及所述第三凸透镜；所述第二透反镜位于所述第一凸透镜入光侧的焦点位置；所述凹透镜入光侧的焦点以及所述第二凸透镜入光侧的焦点重合；

所述第一凸透镜为平凸透镜，其平面为入光侧，其凸面为出光侧，所述凹透镜为平凹透镜，其平面为入光侧，其凹面为出光侧，所述第二凸透镜为平凸透镜，其凸面侧面为入光侧，其平面侧面为出光侧；所述第三凸透镜为平凸透镜，其平面侧面为入光侧，其凸面侧面为出光侧；

视场直径D的计算公式为：

D＝d*L/f₃

其中，d为所述第三凸透镜的直径，f₃为所述第三凸透镜的焦距；L为所述第三凸透镜出光侧的焦点到照明区域的距离，照明区域为圆形区域。