微透镜阵列的匀光原理
微透镜阵列随着柯勒照明原理的应用日益广泛,人们对光源的要求也日益“大胆”且严苛。在激光应用领域,光源能量的高斯分布,也即非均匀能量分布的一种,该非均匀分布的能量,给人们的日常加工,激光应用带来了诸多不便。以此催生高斯光源匀化的研究需求。
在激光照明、切割和焊接加工等应用领域之中,往往对出射激光的能量均匀性具有一定的要求。而传统的激光能量强度是高斯分布的。所以,在绝大部分激光应用领域中,光源匀化都是避不开的。目前激光匀化大体分为两种:一种是衍射性,还有一种是折射性。从工作原理的角度讲,衍射性的匀化效果也许优于折射性。但是,由于受到其波长限制的影响,衍射性设备要求比较高,通用性比较差,而且衍射原件表面轮廓容易引起杂散光。相比之下,折射性元件,具有通用性更强,能量损耗较少,工作波段较长的有点。微透镜属于折射型光学元件,本文主要介绍常见以微透镜阵列为核心的激光匀化光路。
常见的微透镜阵列匀光光路,分为两种:一种是单阵列型,另一种是双阵列型。双阵列匀光对比单透镜匀光具有更优异的效果,且双透镜匀光光路对入射光的发散角有一定的容差。所以在这两种光路之中,双阵列型匀光光路更为常见,也更为好用。下图便是现在常见的双阵列透镜匀光光路。其主要的元件是两片规格参数相近的两片微透镜阵列,以及后方的傅里叶透镜。
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