[发明专利]一种阵列光斑产生器

说明书

本发明涉及一种非正交排列的二维阵列光斑产生器。它包括二元相位板，所述二元相位板包括呈菱形结构的结构单元，所述结构单元沿两个非正交方向均匀排列，所述结构单元由底面为平行四边形的直四棱柱组成，所述直四棱柱以n*n数列间隔排列。该阵列光斑产生器可使一束光分为强度分布均匀的多束光，且光束分布为二维的非正交的平行四边形分布。并且该器件为二元的相位衍射光学元件，加工制备简单，易于实现，利于推广应用。

技术领域

本发明涉及一种光学阵列分束器，具体涉及一种非正交排列的二维阵列光斑产生器。

背景技术

光学阵列光斑产生器是一种实用的衍射光学元件，它可以使入射光束分割成规则排列的点阵结构，实现光功率的均匀分配和多通道互连等功能。这种阵列光斑具有高速并行性，在光互连、并行激光处理、并行读取信息、多焦点超分辨显微成像等方面拥有重要应用前景。

达曼光栅是一种常用的分束器件，可以产生强度均匀分布的阵列光斑，但是目前的达曼光栅只能产生正交排列的二维矩形分布的阵列光斑。利用分数泰伯效应制作的泰伯阵列照明器，可产生强度均匀分布、和非正交分布的二维阵列光斑，比如六角型阵列光斑和有心正方型阵列光斑【J. Opt. Soc. Am. A 25（1），203（2008）】。但这种泰伯阵列照明器是一种高阶的衍射光学元件，其需要加工为多个不同高度的台阶的衍射光学元件，但目前的加工工艺很难制作这种多阶的相位板，且加工工艺过程复杂，制作出的相位板价格昂贵，难于复制，很难在实际中得到应用。

因此，目前还没有一种技术能够生产非正交阵列排布的且强度均匀分布的二元衍射光学元件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术泰伯阵列照明器制作不易实现的不足，提供了一种加工工艺简单的二元的非正交排列阵列光斑产生器，该阵列光斑产生器可将一束光分束给多个等强度分布的光斑，且光斑的排布为二维的非直角的阵列分布。该阵列光斑产生器极大地扩展了衍射光学元件在分束中的应用。

本发明的技术解决方案如下：

一种阵列光斑产生器，特殊之处在于，包括二元相位板，所述二元相位板包括呈菱形结构的结构单元，所述结构单元沿两个非正交方向均匀排列，所述结构单元由底面为平行四边形的直四棱柱组成，所述直四棱柱以n*n数列间隔排列。

进一步，所述结构单元的两个排列方向夹角与直四棱柱底面平行四边形的一个夹角相等，且为非直角。

进一步，所述结构单元数量为不少于4个。

进一步，所述直四棱柱的数量不少于4个。

进一步，所述直四棱柱的高度相等，且高度由材料的折射率和入射光的波长决定。

本发明的有益效果是：

该阵列光斑产生器可使一束光分为强度分布均匀的多束光，且光束分布为二维的非正交的平行四边形分布。并且该器件为二元的相位衍射光学元件，加工制备简单，易于实现，利于推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例1的一个结构单元的直四棱柱的底面分布示意图；

图2为本发明实施例1的5*5个结构单元排列的直四棱柱的底面分布示意图；

图3为本发明实施例1的5*5个结构单元排列的三维立体分布示意图；

图4为本发明实施例1的阵列光斑产生器的衍射光斑分布图；

图5为本发明实施例2的7*7个结构单元排列的直四棱柱的底面分布示意图；

图6为本发明实施例2的阵列光斑产生器的衍射光斑分布图；

图7为本发明实施例3的一个结构单元的直四棱柱的底面分布示意图；