[发明专利]一种基于全像传递的平面光源光束整形方法及装置

权利要求书

1.一种基于全像传递的平面光源光束整形方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)使用多个第一透镜分别对多个平面光源发出的光束进行放大成像，获得多个平面光源的放大全像；

(2)将多个平面光源的放大全像在一次成像位置进行拼接，多个平面光源的放大全像拼接成无缝光源。

2.如权利要求1所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

沿主光轴任一切面，每个所述平面光源和所述第一透镜之间的距离u以及所述第一透镜和所述一次成像位置之间的距离v同时满足下列公式：

k-h＝d；

其中，沿主光轴任一切面，所述平面光源的尺寸为h，相邻光源之间的间距为d，所述平面光源在所述一次成像位置的放大全像的尺寸为k；所述平面光源的发散角全角为θ；所述第一透镜的直径为D，所述第一透镜的焦距为f。

3.如权利要求1所述的平面光源光束整形方法，其特征在于还包括如下步骤：

(3)使用第二透镜对步骤(2)获得的无缝光源的光束进行缩小成像，获得缩小的无缝全像。

4.如权利要求3所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

沿主光轴任一切面，一次成像位置和第二透镜之间的距离u’以及第二透镜和二次成像位置之间的距离v’同时满足下列公式：

m＞m’；

其中，沿主光轴任一切面，无缝光源的尺寸为m，无缝光源在二次成像位置的缩小全像的尺寸为m’；无缝光源的发散角全角为θ’；第二透镜的直径为D’，第二透镜的焦距为f’。

5.如权利要求1所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

在步骤(1)中所使用的平面光源是光束经等比例放大后可拼接的平面光源。

6.如权利要求5所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

在步骤(1)中所使用的平面光源的光束形状是可周期性重复排列的规则图形。

7.如权利要求5所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

在步骤(1)中所使用的多个平面光源的光束形状是正方形、矩形、等腰三角形、正三角形、正六边形中的任意一种或多种形状。

8.如权利要求1所述的平面光源光束整形方法，其特征在于：

在步骤(1)中所使用的多个平面光源同时为LED光源或者VCSEL光源。

9.一种基于全像传递的平面光源光束整形装置，其特征在于包括：

由多个平面光源组成的光源阵列，多个平面光源设置在同一平面内；

由多个第一透镜组成的透镜组；多个第一透镜和多个平面光源一一对应地同轴设置，多个所述第一透镜分别用于对多个平面光源发出的光束进行放大成像，获得多个平面光源的放大全像；

多个第一透镜和多个平面光源之间的距离，使得多个平面光源的放大全像在一次成像位置无缝拼接，从而多个平面光源的放大全像在一次成像位置拼接成无缝光源。

10.如权利要求9所述的平面光源光束整形装置，其特征在于：

沿主光轴任一切面，每个所述平面光源和所述第一透镜之间的距离u以及所述第一透镜和所述一次成像位置之间的距离v同时满足下列公式：

k-h＝d；

其中，沿主光轴任一切面，所述平面光源的尺寸为h，相邻光源之间的间距为d，所述平面光源在所述一次成像位置的放大全像的尺寸为k；所述平面光源的发散角全角为θ；所述第一透镜的直径为D，所述第一透镜的焦距为f。

11.如权利要求9所述的平面光源光束整形装置，其特征在于还包括：第二透镜，所述第二透镜和多个平面光源的中心同轴设置，所述第二透镜设置在所述无缝光源的发光路径上；所述第二透镜用于对从所述无缝光源发出的光束进行缩小成像，获得缩小的无缝全像。