[发明专利]衍射光学元件及使用它的激光加工装置

摘要

由单位图案T的重复组成的常规衍射光学元件(DOE)具有快速傅立叶变换算法可用于计算图像平面上阵点上的衍射光束点强度的优点。但是，常规DOE具有不可能衍射激光束偏离阵点的缺点。本发明通过给予任意复振幅透射系数{t_mn}到每个像素(m，n)，计算从{t_mn}到强度W(α，β)的实际傅立叶变换，并且获得指向任意α和β方向的衍射光束的强度来设计一种DOE。因为α，β不必要在阵点上，FFT没有用。角分辨率U和V满足不等式U＜λ/aR和V＜λ/bS，其中λ是波长，aR和bS是DOE的尺寸。DOE可以在图像上任意位置产生多衍射光束并且可以高精度同时照射多个任意排列的点。DOE实现产生电子零件所必需的任意位置上的精确多点显微处理。DOE适用于高速和低成本的激光处理。

主权项

1.一种将入射激光束分成K个衍射光束的衍射光学元件(DOE)，第k个光束具有到入射光束轴的角度(αk，βk)，包括：尺寸为a×b的R×S个纵向和横向对准像素{Cmn}(m＝1，2，..，R；n＝1，2，...，S)，其具有在激光的一个波长λ内变化的厚度{dmn}的g(＝2s，s：整数)个不同值，并且具有由tmn＝exp(j2π(n-1)dmn/λ)给出的复振幅透射系数{tmn}的g(＝2s，s：整数)个不同值，其中n是DOE的衍射指数(diffractive index)，R×S个像素没有重复共同单位图案的结构，并且R×S个像素的每个用任意{tmn}值来指定而没有来自其他像素的{tmn}的限制，第k个衍射光束(k＝1，2，...，K)的角度(αk，βk)满足公式，sinαk＝mkU，sinβk＝nkV，其中mk和nk是不具有公约数的整数，并且U和V是{sinαk}和{sinβk}的正的最大公约数(约数)，对于k＝1，2，...，K，以及最大公约数U和V二者或任意一个小于激光波长λ除以DOE的尺寸aR或bS的商λ/aR或λ/bS，也就是U＜λ/aR，V＜λ/bS。