CN113552723A - 用于形成线束的设备 - Google Patents

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柳济吉
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李惠淑
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Abstract

本公开涉及一种用于形成线束的设备。该设备包括激光源、望远镜单元、束变换单元、傅里叶单元、长轴光学单元以及短轴光学单元。激光源被配置成生成输入光。望远镜单元被配置成在垂直于光轴的X轴方向上放大输入光，光轴是输入光的行进方向。束变换单元被配置成将从望远镜单元入射的光划分为多个子列。傅里叶单元被配置成均匀地混合多个子列。长轴光学单元被配置成在X轴方向上均匀地分散由傅里叶单元混合的光。短轴光学单元被配置成将穿过长轴光学单元的光聚焦到参考平面上，其中，短轴光学单元包括凹反射表面，并且反射表面的曲率在X轴方向上保持恒定。

Description

用于形成线束的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0049483号的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
一个或多个实施例涉及一种用于形成线形束的设备。
背景技术
激光设备是用于以聚焦束(被称为激光束)发射光的装置。从激光设备生成的激光束可以具有高斯或准高斯能量分布。具有高斯能量分布的激光束提供具有微小聚焦的束会聚。然而，激光束在大面积上的均匀照射可能是困难的。
在半导体结晶过程中，可以在预定区域上照射均匀的激光。在某些情况下，激光束具有线形形状或矩形形状。当照射具有线形形状的激光束时，可以通过减小线束的截面宽度来增加激光束的每单位面积功率。这可以提高激光照射过程的效率。
在某些情况下，当线束穿过聚焦透镜时，线束被会聚，使得束的截面宽度减小。然而，当线束穿过聚焦透镜时，聚焦透镜可能热膨胀，并且聚焦透镜的焦距可能改变。这可能导致在激光照射过程期间生成缺陷。因此，在本领域中需要减小透镜的热膨胀。
发明内容
一个或多个实施例包括一种用于形成线束的设备，其中可以通过减小聚焦透镜的热膨胀，防止与线束相关联的聚焦透镜的焦距在激光照射过程期间改变。附加的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中将是明显的，或者可以通过实践所呈现的本公开的实施例来获知。
根据一个或多个实施例，一种用于形成线束的设备包括：激光源，被配置成生成输入光；望远镜单元，被配置成在垂直于光轴的X轴方向上放大输入光，以产生放大光，其中光轴是输入光的行进方向；束变换单元，被配置成将来自望远镜单元的放大光划分为多个子列；傅里叶单元，被配置成均匀地混合多个子列，以产生混合光；长轴光学单元，被配置成在X轴方向上均匀地分散来自傅里叶单元的混合光，以产生分散光；以及短轴光学单元，被配置成将来自长轴光学单元的分散光聚焦到参考平面上，其中，短轴光学单元包括凹反射表面，并且反射表面的曲率在X轴方向上是恒定的。
线束可以包括在X轴方向上的长轴以及在垂直于X轴方向的Y轴方向上的短轴，并且短轴光学单元可以减小穿过长轴光学单元的光的短轴宽度。短轴光学单元可以包括熔融石英或玻璃陶瓷。短轴光学单元可以相对于平行于X轴方向的轴可旋转。
反射表面的垂直于X轴方向的截面可以包括柱形表面、椭圆表面和抛物表面中的至少一种的形状。反射表面的截面的第一部分可以具有第一曲率，并且反射表面的截面的第二部分可以具有第二曲率。多个子列可以在X轴方向上布置，并且束变换单元可以使多个子列中的每一个相对于光轴旋转约90°。傅里叶单元可以包括一个柱形凸透镜，柱形凸透镜具有约3000mm至约15000mm的焦距。
望远镜单元可以包括彼此隔开的第一透镜和第二透镜，第一透镜的入射表面的凹表面和第一透镜的出射表面的凸表面可以延伸以彼此交叉，并且第二透镜的入射表面的凸表面和第二透镜的出射表面的凸表面可以延伸以彼此交叉。
第一透镜的出射表面的凸表面和第二透镜的入射表面的凸表面可以彼此平行地延伸，并且第一透镜的入射表面的凹表面和第二透镜的出射表面的凸表面可以彼此平行地延伸。
附图说明
通过以下结合附图进行的描述，本公开的某些实施例的上述及其他方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是根据实施例的用于形成线束的设备的框图；
图2是用于说明基于图1的用于形成线束的设备的束形成原理的图；
图3和图4是图1的望远镜单元的示例的截面图；
图5是图1的束变换单元的示例的透视图；
图6是图1的用于形成线束的设备的元件的布置的透视图；
图7是图1的短轴光学单元的示例的透视图；
图8是用于说明由于图7的短轴光学单元而引起的线束的短轴减小效果的截面图；
图9是示出了图1的输入光的能量分布的曲线图；
图10是示出了图1的输出光的能量分布的曲线图；
图11是示出了根据现有技术的输出光的焦距变化的曲线图；并且
图12是示出了图1的输出光的焦距变化的曲线图。
具体实施方式
本公开总体上涉及一种激光设备。更具体地，本公开的实施例涉及一种能够形成线束的激光设备。一些实施例减小了激光设备的透镜的热膨胀。
激光器是通过基于电磁辐射的受激发射的光放大过程而发射光的一种装置。术语“激光器”起源于“通过辐射的受激发射的光放大”的首字母缩写。激光器与其他光源的不同之处在于，它发射空间相干的光。空间相干性允许激光聚焦到缩小点，使得能够实现诸如激光切割和光刻的应用。空间相干性还允许激光束在很长的距离上保持狭窄(准直)，使得能够实现诸如激光笔和激光雷达的应用。激光还可以具有高的时间相干性，这允许它们发射具有非常窄的频谱的光(例如，单色光)。可替代地，时间相干性可以用于产生具有广谱但持续时间短的光脉冲。
可以形成在一个方向上比在另一垂直方向上具有更大的束宽度的激光。一种这样的束配置被称为线束。在某些情况下，激光设备可以包括用于聚焦或引导束的聚焦透镜。当线束穿过聚焦透镜时，聚焦透镜由于发热而膨胀。这可能改变透镜的焦距。焦距的改变可能在激光照射过程期间导致缺陷。例如，可能无法准确地引导线束。
因此，本公开的线束形成设备包括激光源、望远镜单元、束变换单元、傅里叶单元、长轴光学单元以及短轴光学单元。激光源被配置成生成输入光。望远镜单元被配置成在与光轴垂直的X轴方向上放大输入光，光轴是输入光的行进方向。束变换单元被配置成将从望远镜单元入射的光划分为多个子列。傅里叶单元被配置成均匀地混合多个子列。长轴光学单元被配置成在X轴方向上均匀地分散由傅里叶单元混合的光。
短轴光学单元被配置成将穿过长轴光学单元的光聚焦到参考平面上，其中，短轴光学单元包括凹反射表面，并且反射表面的曲率在X轴方向上保持恒定。在一些实施例中，可以在短轴光学单元上使用柱形反射表面，以减小激光束的短轴宽度。因此，可以减小或防止聚焦透镜的焦距变化(即，由于热膨胀而导致的变化)。
现在将详细地参考实施例，在附图中图示出了实施例的示例，其中在整个公开中相同的附图标记始终指代相同的元件。本实施例可以具有不同的形式，并且不应该被解释为限于在本文中所阐述的描述。因此，下面仅通过参照附图来描述实施例，以解释本说明书的各方面。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。在整个公开中，表述“a、b和c中的至少一个”指示仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、a、b和c的全部或其变体。
由于本公开允许各种改变和众多实施例，因此将在附图中图示出并且在书面描述中详细描述示例性实施例。通过以下对实施例和附图的描述，本公开的效果和特性及其实现方法将变得明显并且更加容易理解。然而，本公开不限于下面的实施例，并且可以以各种形式实现。
将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件，但是这些部件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件和另一部件区分开。如本文中所使用的，单数形式“一”和“该(所述)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指示。还将理解的是，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”指定存在所陈述的特征或部件，但是不排除一个或多个其他特征或部件的存在或添加。将理解的是，当层、区域或部件被称为“形成在”另一层、区域或部件“上”时，该层、区域或部件可以直接或间接地形成于另一层、区域或部件上。例如，可以存在中间层、区域或部件。
为了便于说明，附图中的元件的尺寸可能被夸大或缩小。换句话说，由于为了便于说明而任意地图示出了附图中的部件的尺寸和厚度，因此以下实施例不限于此。当某个实施例可以不同地实现时，特定的过程可以以与所描述的顺序不同的顺序被执行。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行。在下文中，参照附图详细描述实施例。当参照附图进行描述时，相同的附图标记被赋予相同或对应的元件。
图1是根据实施例的用于形成线束的设备的框图，图2是用于说明基于图1的用于形成线束的设备的束形成原理的图，图3和图4是图1的望远镜单元的示例的截面图。图5是图1的束变换单元的示例的透视图。图6是图1的用于形成线束的设备的元件的布置的透视图。
由根据实施例的用于形成线束的设备形成的线束具有长轴和短轴。在本说明书中，光行进的方向被称为光轴(Z轴)，线束的垂直于光轴(Z轴)的长轴被称为X轴，并且垂直于光轴(Z轴)和长轴(X轴)并且具有线束形状的短轴被称为Y轴。
参照图1至图6，根据实施例的用于形成线束的设备可以包括激光源100、望远镜单元300、束变换单元(MTU)400、傅里叶单元(FO)500、长轴光学单元(LAO)600以及短轴光学单元(SAPO)700，激光源100被配置成生成输入光Lo。
通过用于形成线束的设备，从激光源100生成的输入光Lo可以被变换成线形或矩形输出光Li，并且聚焦在参考平面RP上。
激光源100可以包括Nd-YAG激光器或准分子激光器。对于另一示例，激光源100可以发射线偏振的激光束。激光源100可以包括常规激光源和线偏振板。激光源100可以包括例如光纤激光器。光纤激光器可能够在宽范围内调节功率、具有低维护成本并且具有高效率。
如图2中所示，望远镜单元300可以在X轴方向上放大输入光Lo。例如，望远镜单元300可以增加由输入光Lo形成的束在X轴方向上的宽度。在某些情况下，望远镜单元300还可以在Y轴方向上减小或放大输入光Lo。望远镜单元300可以包括柱形或球形透镜。例如，输入光Lo可以通过望远镜单元300在X轴方向上放大约5倍至约30倍，并且可以通过望远镜单元300在Y轴方向上改变约0.2倍至约1.5倍。
根据一个或多个实施例，激光设备可以形成输入光Lo，输入光Lo可以被变换成线束。例如，输入光Lo可以被望远镜单元300、束变换单元400、傅里叶单元500和长轴光学单元600中的至少一个处理。然后，变换后的输入光可以被短轴光学单元700反射，以聚焦线束(即，减小束在垂直于长轴方向的短轴方向(即束的线方向)上的宽度)。短轴方向和长轴方向两者可以指代垂直于束的传播方向的束宽度方向。
通过使用反射表面聚焦线束，可以减小由于热膨胀而引起的聚焦透镜的膨胀。因此，聚焦的线束可以随时间而更加一致，这可以减少由于用线束照射(例如，位于参考平面RP处的)表面而导致的缺陷。
图3和图4示出了望远镜单元300的示例，望远镜单元300被配置成在X轴方向上放大输入光Lo的分布，以产生放大光。在某些情况下，望远镜单元300还在Y轴方向上减小输入光Lo的分布。参照图3和图4，望远镜单元300可以包括在光路上彼此分开的第一透镜310和第二透镜320。
如图3和图4中所示，第一透镜310具有光入射的入射表面以及出射表面，入射表面在XZ平面上具有凹形状，并且出射表面在YZ平面上具有凸形状。因此，入射表面的曲率可以在Y轴方向上保持恒定，并且出射表面的曲率可以在X轴方向上保持恒定。例如，入射表面的凹表面和出射表面的凸表面可以延伸以彼此交叉。
附加地或可替代地，第二透镜320具有光的出射表面和光的入射表面。出射表面在XZ平面上可以是凸形状。入射表面在YZ平面上可以是凸形状。因此，第二透镜320的出射表面的曲率可以在Y轴方向上保持恒定，并且入射表面的曲率可以在X轴方向上保持恒定。例如，第二透镜320的入射表面的凸表面和第二透镜320的出射表面的凸表面可以延伸以彼此交叉。
第一透镜310的出射表面的凸表面和第二透镜320的入射表面的凸表面可以彼此平行地延伸。第一透镜310的入射表面的凹表面和第二透镜320的出射表面的凸表面可以彼此平行地延伸。因此，如图3中所示，由于在XZ平面上输入光Lo可以入射到第一透镜310的凹入射表面并且从第二透镜320的凸出射表面发射，因此光的分布可以在X轴方向上扩展。相反，如图4中所示，由于在YZ平面上第一透镜310的凸出射表面面对第二透镜320的凸入射表面，因此可以在Y轴方向上减小输入光Lo的分布。
图3和图4示出了望远镜单元300的示例。望远镜单元300可以包括各种配置，诸如各种光学部件、透镜和镜子。
如图2中所示，束变换单元400将从望远镜单元300入射的光(即放大后的光)划分成在X轴方向上布置的多个子列L，并且使每个子列L相对于光轴(Z轴)旋转约90°。束变换单元400可以包括分束器和光旋转单元。在某些情况下，每个子列L内的光的强度可以大于子列L之间的光的强度。
束变换单元400可以包括具有相同透镜的两个透镜阵列400A。图5示出了一个透镜阵列400A。包括在一个透镜阵列400A中的透镜410的数量可以是约5至约20，并且多个透镜410中的每一个可以包括平坦第一表面S1和凸第二表面S2。多个透镜410可以被布置成使得两个相邻透镜410中的一个的平坦第一表面S1接触另一透镜410的凸第二表面S2。
束变换单元400的透镜410可以包括垂直于XZ平面的表面，并且由在X轴方向上具有厚度t的长方体401的平面与围绕光轴(Z轴)相对于Y轴方向倾斜约45°的柱面透镜402的相交形成。在实施例中，可以在柱面透镜402倾斜约45°的情况下通过在垂直方向上切割柱面透镜402来形成透镜410。
多个透镜410中的每一个的节距尺寸可以是t＝2fm(fm是透镜410的焦距)。这里，节距尺寸可以表示透镜410在透镜410的布置方向上的厚度，并且透镜410的第二表面S2的曲率半径可以具有约100mm至约500mm之间的值。
从束变换单元400发射的多个子列L入射到傅里叶单元500。在实施例中，傅里叶单元500可以包括一个柱形凸透镜。例如，凸透镜的焦距可以是约3000mm至约15000mm。从束变换单元400发射的光在坐标空间中可显示不连续。然而，从束变换单元400发射的多个子列L通过傅里叶单元500在角度空间中经历一维傅里叶变换。
因此，多个子列L在坐标空间中形成一个均匀的图案。例如，傅里叶单元500将多个子列L均匀地混合以产生混合光，并且从傅里叶单元500发射的光在坐标空间中具有连续的分布。例如，从傅里叶单元500发射的光可以在X轴方向上具有连续的分布，并且可以减小子列L之间的光强度的差异和子列L之间的空间的差异。
穿过傅里叶单元500的光穿过长轴光学单元600和短轴光学单元700，并且可以以在X轴方向上具有长度的线形形状聚焦在参考平面RP上。其中多个子列L通过傅里叶单元500混合的光在分布上可以通过长轴光学单元600在X轴方向上被均匀地变换。短轴光学单元700可以减小在Y轴方向上的束宽度，并且光可以以细的线束形状聚焦在参考平面RP上。
长轴光学单元600可以包括被配置成在X轴方向上均匀地变换XZ平面上的光分布以产生分散光的装置。例如，分布在沿X轴方向布置的多个子列L中的光可以被分散，使得光不再被布置在子列L中。在图6中所示的示例中，长轴光学单元600可以包括一对柱形透镜阵列610、第一柱形凸透镜620以及第二柱形凸透镜630，该对柱形透镜阵列610彼此面对。第一柱形凸透镜620和第二柱形凸透镜630可以被布置在光路上。
柱形透镜阵列610中的每一个可以具有其中多个柱形凸透镜在与凸透镜的纵向方向垂直的方向上布置的形状，并且该对柱形透镜阵列610可以被布置成使得凸透镜的凸表面彼此面对。
第一柱形凸透镜620可以具有其出射表面是凸的形状。与第一柱形凸透镜620相似，第二柱形凸透镜630可以具有其出射表面是凸的形状。
通过该对柱形透镜阵列610，光在该对柱形透镜阵列610之间重复反射和扩散，以具有均匀的特性。光在穿过第一柱形凸透镜620和第二柱形凸透镜630时，可以在X轴方向上均匀地扩散。因此，长轴光学单元600可以使XZ平面上的光分布在X轴方向上更加均匀。在一些示例中，长轴光学单元600使XZ平面上的光分布在与束宽度相对应的宽度之上在X轴方向上近似均匀。
短轴光学单元700不在X轴方向上改变光，而可以减小Y轴方向上的光宽度。短轴光学单元700包括柱形的凹反射表面。因此，反射表面的曲率可以在X轴方向上保持恒定。例如，入射到短轴光学单元700的光不穿过短轴光学单元700而被反射。因此，可以最终减小光在Y轴方向上的宽度。因此，由于作为聚焦在参考平面RP上的输出光Li的线束的短轴宽度减小，并且每单位面积的激光束能量增加，因此可以提高激光照射过程的效率。附加地或可替代地，由于不使用被配置成减小激光束的短轴宽度的聚焦透镜，因此可以防止在现有技术中由于聚焦透镜的热膨胀而引起的焦距变化。参照图7和图8更详细地描述示例实施例。
图7是图1的短轴光学单元700的示例的透视图，并且图8是用于说明线束的通过图7的短轴光学单元700的短轴减小效果的截面图。
参照图7和图8，短轴光学单元700包括柱形的凹反射表面710。因此，反射表面710的曲率可以在线束的长轴方向上保持恒定。因此，当激光被短轴光学单元700的反射表面710反射时，入射激光L与反射的输出光Li之间的长轴没有变化。附加地或可替代地，与入射激光L的短轴宽度Y1相比，反射的输出光Li的短轴宽度Y2可以减小。因此，与入射激光L相比，输出光Li可以具有增加的每单位面积的激光束功率。
短轴光学单元700可以包括具有高热稳定性的材料，例如，熔融石英或玻璃陶瓷。因此，由于短轴光学单元700的形状(即短轴光学单元700的反射表面710的形状)不因激光L的反射而变化，因此可以防止短轴光学单元700的焦距的变化。
由于短轴光学单元700可以相对于与线束的长轴(X轴)平行的轴旋转，因此可以调节焦距和发射光的位置。附加地或可替代地，反射表面710的垂直于X轴方向的截面可以包括柱形表面与诸如椭圆表面和抛物表面的非球表面中的至少一种形状。例如，反射表面710的垂直于X轴方向的截面的一个部分可以具有第一曲率，并且该截面的另一部分可以具有不同于第一曲率的第二曲率。因此，第一曲率和第二曲率可以在X轴方向上保持恒定。因此，可以通过短轴光学单元700来调节激光束的短轴(Y轴)的宽度以及焦距，但是激光束的长轴(X轴)的宽度可不改变。
图9是示出了图1的输入光的能量分布的曲线图，图10是示出了图1的输出光的能量分布的曲线图。图11是示出了根据现有技术的输出光的焦距变化的曲线图。图12是示出了图1的输出光的焦距变化的曲线图。
图9示出了输入光Lo(参见图1)在Y轴方向上的束轮廓，并且图10示出了输出光Li(参见图1)在Y轴方向上的束轮廓。如图9中所示，输入光Lo(参见图1)具有高斯形能量分布。相反，如图10中所示，输出光Li(参见图1)的束轮廓集中在Y轴方向上的预定值。例如，根据本实施例，由用于形成线束的设备形成的线束可以提供在Y轴方向和X轴方向上具有均匀空间分布的平顶激光束。
图11示出了当输入光Lo(参见图1)穿过根据现有技术的聚焦透镜并且被照射到参考平面RP(参见图1)时，在参考平面RP(参见图1)上测量的能量轮廓的变化，并且图12示出了当输入光Lo(参见图1)被短轴光学单元700(参见图1)的反射表面反射并被照射到参考平面RP(参见图1)时，在参考平面RP(参见图1)上测量的能量轮廓的变化。
图11(A)和图12(A)示出了当激光被照射到参考平面RP(参见图1)时的情况，图11(B)和图12(B)示出了当激光被照射到参考平面RP(参见图1)五秒钟(t＝5秒)时的情况，并且图11(C)和图12(C)示出了当激光被照射到参考平面RP(参见图1)十秒钟(t＝10秒)时的情况。
如图11中所示，在通过使用根据现有技术的聚焦透镜将输入光Lo(参见图1)照射到参考平面RP(参见图1)的情况下，当激光的照射时间增加时，在参考平面RP(参见图1)上测量的激光的能量分布改变。随着时间的流逝，聚焦透镜通过吸收激光的热量而热膨胀。因此，聚焦透镜的焦距改变。
图12示出了当激光的照射时间流逝时在参考平面RP(参见图1)上测量的激光的能量分布没有变化的示例性实施例。由于短轴光学单元700(参见图1)包括反射表面，因此短轴光学单元700(参见图1)的形状可不发生改变。
例如，根据实施例，由于用于形成线束的设备包括具有反射表面的短轴光学单元，该反射表面可以减小线束的短轴宽度，因此即使每单位面积的激光束功率增加，也可以防止与激光束相关联的焦距在激光照射过程期间改变。因此，可以提高激光束照射过程的可靠性。
根据实施例，由于用于形成线束的设备包括具有反射表面的短轴光学单元，该反射表面可以减小线束的短轴宽度，因此可以防止与激光束相关联的焦距在激光照射过程期间改变。
应当理解，本文描述的实施例应仅以描述性意义来考虑，而不是出于限制的目的。每个实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。尽管已经参照附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，可以在形式和细节上进行各种改变，而不脱离由所附权利要求限定的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于形成线束的设备，所述设备包括：
激光源，被配置成生成输入光；
望远镜单元，被配置成在垂直于光轴的X轴方向上放大所述输入光，以产生放大光，其中所述光轴是所述输入光的行进方向；
束变换单元，被配置成将来自所述望远镜单元的所述放大光划分为多个子列；
傅里叶单元，被配置成均匀地混合所述多个子列，以产生混合光；
长轴光学单元，被配置成在所述X轴方向上均匀地分散来自所述傅里叶单元的所述混合光，以产生分散光；以及
短轴光学单元，被配置成将来自所述长轴光学单元的所述分散光聚焦到参考平面上，
其中，所述短轴光学单元包括凹反射表面，并且所述反射表面的曲率在所述X轴方向上是恒定的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述线束包括在所述X轴方向上的长轴以及在垂直于所述X轴方向的Y轴方向上的短轴，并且
所述短轴光学单元被配置成减小来自所述长轴光学单元的所述分散光的短轴宽度。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述短轴光学单元包括熔融石英或玻璃陶瓷。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述短轴光学单元相对于平行于所述X轴方向的轴可旋转。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反射表面的垂直于所述X轴方向的截面包括柱形表面、椭圆表面和抛物表面中的至少一种的形状。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述反射表面的所述截面的第一部分具有第一曲率，并且所述反射表面的所述截面的第二部分具有第二曲率。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个子列在所述X轴方向上布置，并且
所述束变换单元使所述多个子列中的每一个相对于所述光轴旋转90°。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述傅里叶单元包括一个柱形凸透镜，所述柱形凸透镜具有3000mm至15000mm的焦距。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述望远镜单元包括彼此间隔开的第一透镜和第二透镜，
所述第一透镜的入射表面的凹表面延伸，以与所述第一透镜的出射表面的凸表面交叉，并且
所述第二透镜的入射表面的凸表面延伸，以与所述第二透镜的出射表面的凸表面交叉。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一透镜的所述出射表面的所述凸表面平行于所述第二透镜的所述入射表面的所述凸表面延伸，并且
所述第一透镜的所述入射表面的所述凹表面平行于所述第二透镜的所述出射表面的所述凸表面延伸。
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