[发明专利]数字微镜阵列DMD扩束装置

说明书

本发明公开了一种数字微镜阵列DMD扩束装置，包括：DMD微镜、起偏器、检偏器和λ/4波片；入射光经过起偏器调制为第一线偏振光，第一线偏振光由检偏器反射至DMD微镜；调整检偏器的位置和/或入射光的角度，以使检偏器的反射光光轴与DMD微镜静止态法线呈24°夹角；λ/4波片位于检偏器与DMD微镜之间，检偏器反射的第一线偏振光经过λ/4波片后变为圆偏振光；DMD微镜为开态时，圆偏振光经DMD微镜反射再次经过λ/4波片后变为与第一线偏振光偏振态垂直的第二线偏振光；DMD微镜为关态时，出射光光轴与DMD微镜静止态法线呈48°夹角；DMD微镜为开、关态时出射光路不重叠。本发明的技术方案在DMD微镜基础上增加了起偏器、检偏器和λ/4波片，实现了扩展光束发散角的目的。

技术领域

本发明涉及数字微镜阵列DMD领域，具体涉及一种数字微镜阵列DMD扩束装置。

背景技术

数字微镜阵列(Digital Micro-mirror Device，简称DMD)是一种常用的空间光调制器件，由美国德州仪器公司研发。在现有技术中，DMD微镜根据微镜的偏转实现光路控制，依靠时间累积实现灰度调制。目前DMD微镜的偏转角被设置为+12°与-12°两种状态，DMD微镜的常规使用方法如图1和图2所示，入射光源与DMD微镜呈24°角入射，当DMD微镜处于+12°时状态定义为开态，如图1所示此时出射光沿DMD微镜法线方向出射，入射光与出射光夹角为24°；当DMD微镜处于-12°时状态定义为关态，如图2所示此时出射光与DMD微镜法线夹角为48°。

如图3所示，当入射光束发散角超过24°时，将出现反射光束光路与入射光束光路部分重合现象，按照光路可逆原理，重合区域的出射光将沿着入射光路返回至照明光源，造成光能损失。假设入射光束发散角为α，根据反射定理出射光束发散角也为α，重合区域角度为α/2+α/2-24°＝α-24°，则有效发散角为α-(α-24°)＝24°，因此出射光束被限制于24°。为了尽量提高光能利用率，减少杂散光影响，DMD微镜入射光束发散角也应小于24°。

鉴于此，本发明提出一种数字微镜阵列DMD扩束装置，以扩展DMD微镜入射光束发散角。

发明内容

为扩展DMD微镜入射光束发散角，本发明提出了一种数字微镜阵列DMD扩束装置，包括：DMD微镜、起偏器、检偏器和λ/4波片；入射光经过起偏器调制为第一线偏振光，第一线偏振光由检偏器反射至DMD微镜；调整检偏器的位置和/或入射光的角度，以使检偏器的反射光光轴与DMD微镜静止态法线呈24°夹角；λ/4波片位于检偏器与DMD微镜之间，检偏器反射的第一线偏振光经过λ/4波片后变为圆偏振光；DMD微镜为开态时，圆偏振光经DMD微镜反射再次经过λ/4波片后变为与第一线偏振光偏振态垂直的第二线偏振光；第二线偏振光偏振态与检偏器透光轴偏振方向相同，第二线偏振光光束完全透射通过检偏器出射；DMD微镜为关态时，出射光光轴与DMD微镜静止态法线呈48°夹角；DMD微镜为开、关态时出射光路不重叠。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：在原DMD微镜的基础上增加了起偏器、检偏器和λ/4波片，入射光经过起偏器调制为第一线偏振光，改变入射光源的入射角度，利用起偏器进行光束调制、λ/4波片在DMD微镜开态时进行两次偏振方向改变、检偏器进行过滤出射光束，从而组合实现了扩展DMD微镜光束发散角的目的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为DMD微镜开态时入射光与反射光示意图；

图2为DMD微镜闭态时入射光与反射光示意图；