Дифракционный светоделитель

Дифракционный светоделитель ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} (также известный как генератор многоточечного луча или генератор луча с решеткой ) — это один оптический элемент , который делит входной луч на несколько выходных лучей. ^{[ 3 ]} Каждый выходной луч сохраняет те же оптические характеристики, что и входной луч, такие как размер, поляризация и фаза . Дифракционный светоделитель может генерировать либо одномерную матрицу лучей (1xN), либо двумерную матрицу лучей (MxN), в зависимости от дифракционной картины на элементе . Дифракционный светоделитель используется с монохроматическим светом , например лазерным лучом , и рассчитан на определенную длину волны и угол разделения выходных лучей.

Приложения

Обычно дифракционный светоделитель используется в тандеме с фокусирующей линзой , так что массив выходных лучей становится массивом сфокусированных пятен на плоскости на заданном расстоянии от линзы, называемом «рабочим расстоянием». Фокусное расстояние линзы вместе с углом разделения между лучами определяет расстояние между сфокусированными пятнами. Эта простая оптическая установка используется в различных исследовательских и промышленных приложениях, связанных с мощными лазерами , которые обычно включают в себя:

Лазерная маркировка ( солнечные элементы )
Нарезка кубиками стекла ( ЖК-дисплеи )
Перфорация ( сигаретные фильтры )
Выборка пучка ^{[ 4 ]} (Мониторинг и контроль мощности)
3D- распознавание движения ^{[ 5 ]} ( Пример )
Медицинские/эстетические применения (лечение кожи) ^{[ 6 ]}

Принцип конструкции

Теория действия основана на волновой природе света и принципе Гюйгенса (см. также «Дифракция »). Проектирование дифракционной картины для светоделителя следует тому же принципу, что и для дифракционной решетки , с повторяющимся рисунком, выгравированным на поверхности подложки. Глубина рисунка травления примерно равна длине волны света в конкретном случае с поправочным коэффициентом, связанным с показателем преломления подложки. Рисунок травления состоит из «периодов» — идентичных частей рисунка, которые циклически повторяются. Ширина периода d связана с углом разделения θ между выходными лучами согласно уравнению решетки :

d\sin \theta _{m}=m\lambda

m представляет порядок дифрагированного луча , при этом выходной сигнал нулевого порядка является просто недифрагированным продолжением входного луча.

Хотя уравнение решетки определяет направление выходных лучей, оно не определяет распределение интенсивности света между этими лучами. Распределение мощности определяется профилем травления в пределах единичного периода, который может включать множество (не менее двух) переходов травления с различной скважностью.

В одномерном дифракционном светоделителе дифракционная картина является линейной, а в двумерном элементе картина будет сложной.

Информацию о процессе изготовления см. в литографии .

Ссылки

Внешние ссылки

[www.amazon.com-1] Дифракционные решетки и их применение, Лоуэн, Эрвин К. и Попов, Евгений. Марсель Деккер, Inc., 1997.

[www.amazon.com1-2] Цифровая дифракционная оптика: введение в планарную дифракционную оптику и связанные с ней технологии, Бернард К. Кресс, Патрик Мейрюйс, 2005.

[books.google.com-3] Дифракционная оптика – проектирование, изготовление и испытания, О'Ши, Сулески, Катман и Пратер, 2004. стр.83

[LC-4] «Пробоотборник луча» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2012 г. Проверено 30 августа 2011 г.

[primesense-5] ОПТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ НУЛЕВОГО ПОРЯДКА (патент)

[medical1-6] Фракционное лазерное лечение кожи с использованием дифракционной оптики.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]