NL1034341C2 - Lichtbundelconditioneringseenheid. - Google Patents

Description

Lichtbundelconditioneringseenheid.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Gebied van de uitvinding 5 Deze uitvinding heeft in het algemeen betrekking op lichtbundels, en in het bijzonder op lasers van het meervoudige golflengtetype en lichtbronnen van het continue spectrale type.

Gerelateerde stand van de techniek

Een aantal optische technieken kunnen worden gebruikt voor het 10 verkrijgen van informatie over materialen. Één van dergelijke technieken is Raman spectroscopie. In Raman spectroscopie valt laserlicht in op een oppervlak van een materiaal dat dient te worden geanalyseerd. Het meeste licht wordt elastisch verstrooid vanaf het oppervlak (waaraan wordt gerefereerd als Rayleigh verstrooiing). Een deel van het licht wisselwerkt echter met het materiaal op of nabij 15 het oppervlak en wordt inelastisch verstrooid als gevolg van het aanslaan van vibrationele, rotationele en/of andere laagfrequente modi van het materiaal. Het detecteren van de frequenties van dergelijke vibrationele toestanden levert informatie op over de moleculaire structuur en de kwaliteit van het materiaal. Het inelastisch verstrooide licht wordt in golflengte verschoven ten opzichte van het 20 invallende laserlicht, ofwel in frequentie omlaag (hetgeen overeenkomt met het aanslaan van een modus van het materiaal door de invallende fotonen, waaraan eveneens gerefereerd wordt als Raman Stokes), of in frequentie omhoog (hetgeen overeenkomt met de wisselwerking van de invallende fotonen met een reeds aangeslagen modus van het materiaal, waaraan eveneens gerefereerd wordt als 25 anti-Stokes Raman). De hoeveelheid verschuiving is onafhankelijk van de aangeslagen golflengte en de Stokes- en anti-Stokeslijnen zijn verschoven ten opzichte van het excitatiesignaal met hoeveelheden van gelijke grootte.

Vele lasers en andere optische bronnen die worden gebruikt voor het analyseren van materialen welke gebruikmaken van spectroscopie zijn bekend 30 voor het voortbrengen van een veelheid spectrale lijnen. Dit kan met voordeel worden gebruikt. Vele elektronische haflgeleiderinrichtingen bestaan bijvoorbeeld uit numerieke lagen halfgeleidermaterialen met variërende samenstellingen en ingrediënten. Veelal zijn deze lagen Raman-actief, en de grootte van de golflengteverschuiving van de Stokes- en anti-Stokeslijnen, relatief ten opzichte van 1034341 2 de excitatiegolflengte zijn afhankelijk van de stoichiometrie van de chemische samenstelling en de kristallijne eigenschappen van elke laag.

Zoals bekend is in de optica hebben, omdat de brekingsindex van halfgeleidermaterialen dispersief is, verschillende monstergolflengten verschillende 5 indringdiepten in de bulk van het materiaal. Het is veelal het geval dat dergelijke indringdiepten vergelijkbaar zijn met de diepten waarop verscheidene lagen van materialen zijn voortgebracht. Het gebruik van laserlicht van verschillende excitatiegolflengten zal de Raman-verstrooiingseigenschappen van materialen op verschillende diepten meten. Het heeft daarom voordelen een systeem te bezitten 10 dat in staat is laserexcitatielijnen gelijktijdig te verschaffen voor het door middel van Raman-spectroscopie verkrijgen van informatie over de kwaliteit en stoichiometrie van lagen op verscheidene diepten van het materiaal, binnen de bereiken van indringdiepten van de laserlijnen.

Andere toepassingen zijn eveneens te voorzien. In bijvoorbeeld 15 vloeibare monsters omvattende biologische monsters, beïnvloedt de keuze van excitatiegolflengten het voortbrengen van fluorescentie, hetgeen een ander onderzoeksmiddel is voor biologische materialen.

Een probleem dat in dit verband optreedt zijn de manieren van selecteren van de gewenste verzameling golflengten, het verwijderen of uitsluiten 20 van andere golflengten, en het combineren van golflengten in een enkele bundel voor optische karakterisatie van materiaaleigenschappen. Een ionenlaser van het argontype heeft bijvoorbeeld meer dan dertien laserlijnen, welke alle een breed variërend relatief uitgangssignaal verschaffen.

Figuur 1 toont een vereenvoudigd aanzicht van een conventioneel 25 middel voor het selecteren en combineren van verschillende golflengten welke hun oorsprong vinden in verscheidene verschillende bronnen, zoals lasers, lasers van het meervoudige golflengtetype, of bronnen met continue spectra. Deze bronnen kunnen identiek zijn en daardoor dezelfde laserlijnen produceren, of ze kunnen verschillend zijn en aldus een spectrum aan golflengten verschaffen. In deze 30 benadering verschaft een bank lichtbronnen meerdere lichtbundels 105, elk met meerdere golflengten laseruitgangssignaal of continue spectra, aan een bank van banddoorlaatfilters 115 waaraan collectief wordt gerefereerd als een stapeling. Bundels van enkele golflengte passeren elke filter 115, welke de golflengte of golflengten beperkt die worden doorgelaten. De verscheidene bundels passeren dan 3 een stapeling bundelsplitsers 110, of partiële spiegels, welke zich gedragen op een omgekeerde wijze als het bundelsplitsen, dat wil zeggen ze combineren de bundels in een enkele bundel 125 die het systeem verlaat onder in de figuur. Spiegels 120 zijn strategisch geplaatst voor het herstellen van een fractie van de laserbundels die 5 anders verloren zou zijn gegaan. Dit is echter een zeer inefficiënt systeem vanuit het oogpunt van verloren gegane bundelenergie, vermogensconsumptie en het dupliceren van kostbare laserhardware. Voorts vereist optische uitlijnen voor het combineren van bundels uit een veelheid separate lasers of andere lichtbronnen kostbare precisie-uitlijning.

10 Er bestaat daarom een behoefte aan het vormen van lichtbundels door middel van het gebruik van ten minste één bron van het meervoudige golflengtetype waarin de gewenste uitgangsgolflengte kan worden gekozen met minimaal energieverlies en door eenvoudige keuze.

SAMENVATTING

15 Overeenkomstig een aspect van de onderhavige uitvinding omvat een conditioneringssysteem voor lichtbundels dispersieve middelen voor het scheiden van de golflengten van één of meer lasers, waarvan sommige bronnen van het meervoudige golflengte of continue spectra kunnen zijn, waarin de dispersieve middelen een groep bundelsplitsers en filters kunnen zijn die in combinatie 20 werkzaam zijn, een diffractierooster, een fasehologram, en dergelijke. De dispersieve elementen zijn werkzaam in doorlatingsmodus, reflectiemodus, of een combinatie daarvan. Verscheidene golflengtefilters, bandstopfilters en bundelblokkeringseenheden worden gebruikt voor het scheiden, verschaffen, combineren of blokkeren van golflengten, zoals dit gewenst is. Spiegels worden 25 toegepast voor het van richting veranderen van de bundel. De gescheiden bundels worden gecombineerd als enkele co-lineaire bundel of worden gericht voor het convergeren daarvan.

Overeenkomst een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding valt een bundel gecollimeerd laserlicht afkomstig van één of meer lasers en/of van 30 een bron met een continu lichtspectrum, en verschaft als enkele co-lineaire bundel omvattende een veelheid laserlijnen, in op een bundelsplitser die deel uitmaakt van de stapeling bundelsplitsers. De overeenkomstige bundelsplitser breekt de invallende bundel op in een veelheid bundels gelijk aan het aantal bundelsplitsers. De splitsers zijn gestapeld op een seriële wijze, en bij voorkeur in serieel fysiek 4 contact, zodanig dat verkeerde uitlijningen van bundels wordt geminimaliseerd. De bundels worden gericht uit de stapeling bij elke doorgang door een filter ontworpen voor het doorlaten van slechts een smal bereik van licht gecentreerd rondom een gekozen golflengte, terwijl alle anderen worden geblokkeerd. Filters kunnen 5 mechanisch worden gesubstitueerd voor het wijzigen van de golflengte die geselecteerd is voor doorlating met behulp van, bijvoorbeeld, een filterwiel. Sommige bundels die op deze wijze zijn gericht kunnen eveneens volledig worden geblokkeerd voor het beperken van het aantal golflengten dat verschaft is. Een tweede stapeling bundelsplitsers in een essentieel gespiegelde configuratie 10 ontvangt elk van de individuele bundels, waarvan elk nu bestaat uit een enkele golflengte, en de stapeling gedraagt zich op een reciproke wijze, aldus alle bundels in een enkele bundel combinerende, welke wordt gericht vanuit het bundelconditioneringssysteem. Een aantal spiegels is strategisch geplaatst op achteroppervlakken van bepaalde bundelsplitsers voor het verbeteren van het 15 efficiënt verschaffen van energie in elke golflengte.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een bundel licht omvattende verscheiden golflengten, al dan niet van een enkele laser of ten minste twee lasers en/of van een bron van continue lichtspectra gericht op een diffractierooster welke de verscheidene golflengtecomponenten 20 ruimtelijk afbuigt vanaf de bundel in verschillende diffractieordes onder verschillende hoeken ten aanzien van de normaal van het roosteroppervlak en ten opzichte van de nulde orde (gereflecteerde) bundel, afhankelijk van de golflengte. In deze uitvoeringsvorm worden ongewenste golflengten door blokkeringsfilters gestopt door deze te plaatsen in het pad van de specifieke diffractieorde van die 25 golflengte. Andere golflengten worden niet geblokkeerd en vervolgen zich door het optische systeem. De gekozen groep bundels valt in op een concave (scherpstellings)spiegel, welke de gekozen bundels richt voor het convergeren daarvan in een brandpunt, waarachter de individuele bundels van elk een specifieke golflengte, elk divergeren zowel ten aanzien van hun bundelomvang als ten opzichte 30 van elkaar.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een bundel licht omvattende verscheidene golflengten, al dan niet afkomstig van een enkele laser of ten minste twee lasers en/of van een bron van continue lichtspectra, gericht op een diffractierooster welke de verscheidene 5 golflengtecomponenten ruimtelijk afbuigt vanaf de bundel in verschillende diffractieordes, onder verschillende hoeken ten opzichte van de normaal op het roosteroppervlak, en ten opzichte van de nulde orde (gereflecteerde) bundel, afhankelijk van de golflengte. In deze uitvoeringsvorm worden ongewenste 5 golflengten door blokkeringsfilters gestopt door deze te plaatsen in het pad van de specifieke diffractieorde van die golflengte. Andere golflengten worden niet fysiek geblokkeerd en vervolgens weer door het optische systeem. De gekozen groep bundels valt in op een bank vlakke spiegels, geplaatst voor het onderscheppen en reflecteren van elke bundel van de specifieke golflengte, welke elk de gekozen 10 bundels richten voor het convergeren daarvan in een gemeenschappelijk punt waarachter de individuele bundels, elk van een specifieke golflengte gecollimeerd blijven maar ten opzichte van elkaar divergeren in de ruimte.

In het alternatieve geval, in nog een andere uitvoeringsvorm, kunnen de vlakke spiegels van de voorgaande uitvoeringsvorm elk van de 15 lichtbundels, elk van een specifiek gekozen golflengte, evenwijdig aan elkaar richten op een bank van bundelsplitsers die werkzaam is als combinatie-eenheid voor bundels, voor het voortbrengen van een enkele gecollimeerde bundel, zoals eerder is beschreven.

KORTE OMSCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 20 Figuur 1 is een vereenvoudigd aanzicht van conventionele middelen voor het combineren van gekozen golflengten uit één of meer laserbronnen en/of bronnen voor continue spectra;

Figuur 2 is een vereenvoudigd aanzicht van een lichtbundel van meerdere golflengten uit één of meer lasers en/of bronnen van continue spectra 25 welke zijn gekozen, en gerecombineerd overeenkomstig één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Figuur 3 is een vereenvoudigd aanzicht van een lichtbundel van meerdere golflengten uit één of meer lasers en/of bronnen van continue spectra welke zijn gedispergeerd met behulp van een diffractierooster, gekozen door middel 30 van blokkeringsfilters of bundelstoppers, en gericht op een gemeenschappelijk convergentiepunt via een scherpstellingsspiegel;

Figuur 4 is een vereenvoudigd aanzicht van een lichtbundel van meerdere golflengten uit één of meer lasers en/of bronnen continue spectra welke zijn gedispergeerd met behulp van een diffractierooster, gekozen met behulp van 6 blokkeringsfilters of bundelstoppers en gericht op een gemeenschappelijk convergentiepunt via een bank vlakke spiegels; en

Figuur 5 is een vereenvoudigd aanzicht van een lichtbundel golflengten uit één of meer lasers en/of bronnen voor continue spectra, welke zijn 5 gedispergeerd met behulp van een diffractierooster, gekozen met behulp van blokkeringsfilters of bundelstoppers, en evenwijdig gericht op een bank combinerende bundelsplitsers.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvindingen en hun voordelen worden best begrepen onder verwijzing naar de gedetailleerde 10 beschrijving die volgt. Het dient te worden begrepen dat gelijke verwijzingscijfers worden gebruikt voor het identificeren van soortgelijke elementen welke zijn geïllustreerd in één of meer van de figuren.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

Systemen en technieken die hierin worden verschaft kunnen een 15 meer flexibele spectroscopie mogelijk maken dan dat beschikbaar is met behulp van bestaande spectroscopiesystemen.

Optische spectroscopiesystemen hebben veelal de behoefte aan het selecteren van meerdere golflengten, ofwel individueel of gelijktijdig in elke gewenste combinatie. In Raman-spectroscopie is bijvoorbeeld de argonionenlaser 20 een populaire keuze, en brengt een aantal bruikbare golflengten voort (bijvoorbeeld 457,9 nm, 488,0 nm, 514,5 nm, etc.). In bepaalde materialen, in het bijzonder in biologische monsters, wordt fluorescentie bemoeilijkt door belichting met licht van kortere golflengten, zodanig dat langere golflengtelasers, dat wil zeggen in de richting van het infrarood, de voorkeur verdienen. Geschikte middelen voor het 25 kiezen van golflengten uit één of meer laserbronnen zijn daarom te prefereren.

Teneinde verbeterde flexibiliteit in spectroscopie te verschaffen omvatten systemen en technieken die hierin zijn verschaft concepten op basis van optische bundelsplitsing of dispersie, filtreren en recombineren. Als gevolg daarvan kan een lichtbron met meerdere golflengten snel worden gescheiden in 30 verscheidene golflengten, kunnen golflengten worden uitgekozen (“down-selected”), en worden gerecombineerd voor spectroscopische toepassingen met meerdere golflengten.

Figuur 2 toont één uitvoeringsvorm waarin een bundel licht 105 een bundel conditioneringssysteem 200 binnentreedt, waarin lichtbundel 105 licht omvat 7 van een aantal golflengten λ,, λ2, λ3, λ4, λ5 λ0. De golflengte kan het gevolg zijn van laserlijnen van één of meer lasers, plasmalijnen uit de laser, of spectra uit een andere bron dan lasers. Lichtbundel 105 treedt de eerste van een stapeling 107 binnen of seriële configuratie bundelsplitsers 110 (verticaal gestapeld getoond), 5 waarin de bundel wordt gesplitst in twee componenten in elke bundelsplitser 110. Verschillende typen bundelsplitsers kunnen worden gebruikt, zoals niet polariserende kubische bundelsplitsers, polariserende kubische bundelsplitsers, breedbandige polariserende bundelsplitsers gecoat met diëlektrisch oppervlak, niet polariserende vooroppervlaksbundelsplitsers van het enkele laserlijntype, 10 membraanbundelsplitsers, en bundelsplitsers van het neutrale dichtheidstype. Één deel wordt doorgelaten door een eerste bundelsplitser 110(1) naar een filter 115(1), welke alleen het doorlaten van licht op golflengte λ1 verschaft. Het overblijvende gedeelte van de lichtbundel wordt onder hoofdzakelijk rechte hoek gereflecteerd in de eerste van de bundelsplitsers 110(1), en gericht op een tweede bundelsplitser 15 110(2) in stapeling 107, alwaar het op soortgelijke wijze verder wordt gesplitst in twee of meer bundels. Eén deel wordt gereflecteerd in de richting van een tweede filter 115(2), welke de doorlating van licht met slechts golflengte λ3 verschaft.

Het gedeelte van de lichtbundel die door de tweede bundelsplitser 110(2) wordt doorgelaten wordt gericht op een derde bundelsplitser 110(3), alwaar 20 het op soortgelijke wijze wordt gesplitst voor het richten ervan op een derde filter 115(x), en op een verdere bundelsplitser 110(4) in stapeling 107, en zo verder. Dit proces kan worden herhaald zolang als dat er voldoende energie is in de overblijvende lichtbundels voor bruikbare toepassing. Honderd procent reflecterende spiegels 120 worden geplaatst op strategische locaties gericht op de 25 verscheidene bundelsplitsers 110 voor het reflecteren van licht terug naar het bundelconditioneringssysteem 200. Verscheidene types spiegels kunnen worden gebruikt, zoals metalen spiegels van het vooroppervlaktype, breedbandige spiegels van het diëlektrische vooroppervlaktype, en spiegels van het diëlektrische vooroppervlaktype van het smalle lijnbreedtetype. Als gevolg van de meerdere 30 reflecties tussen de spiegels 120 en reflecties en transmissies die plaatsvinden aan elke bundelsplitser 110, is het mogelijk een deel van de lichtenergie terug te winnen die anders verloren zou zijn gegaan, voor het aldus verbeteren van de algehele optische efficiëntie. Een zorgvuldige beschouwing van de combinatie van de rangschikking van bundelsplitsers 110, filters 115, en spiegels 120 toont aan dat 8 slechts licht van de gekozen golflengte uit het bundelconditioneringssysteem 200 treedt en alle lichtbundels die worden gereflecteerd door spiegels 120 terug in de richting van een bundelconditioneringssysteem 200 worden ofwel uiteindelijk gericht in de bundel die het bundelconditioneringssysteem 200 verlaat, gaan overblijvend 5 verloren, of worden selectief geblokkeerd door filters 115 van een andere golflengte.

Licht dat wordt doorgelaten door elk van de respectievelijke filters 115 wordt teruggebracht tot de golflengte of golflengten die worden gespecificeerd door die filter. In de getoonde uitvoeringsvorm laat elke filter 115 in Figuur 2 bijvoorbeeld slechts een enkele golflengte van de veelheid golflengten door die 10 bundelconditioneringssysteem 200 binnentreedt, hoewel meerdere golflengtefilters bekend zijn in de stand van de techniek en kunnen worden gebruikt tezamen met de onderhavige uitvinding. Verschillende filters kunnen worden gebruikt, zoals banddoorlaatfilters van het enkele golflengtetype, banddoorlaatfilters van het meervoudige golflengtetype, bandstopfilters van het enkele golflengtetype, 15 bandstopfilters van het meervoudige golflengtetype, en ondoorlaatbare bundelblokkeringsfilters. Het licht dat wordt doorgelaten door elke filter 115 treedt een tweede stapeling 109 binnen van combinerende bundelsplitsers 110, waarin het proces van het combineren van verscheidene doorgelaten bundels plaatsvindt. Een gecombineerde bundel 210, bestaande uit gekozen golflengten, verlaat 20 bundelconditioneringssysteem 200 voor gebruik in een gewenste toepassing of systeem.

Figuur 3 toont een andere uitvoeringsvorm van het bundelconditioneringssysteem 300 waarin lichtbundel 105 bestaande uit een aantal 1 golflengten λ,, λ2, λ3, λ4, λ5 λη, bundelconditioneringssysteem 300 binnentreedt. 25 Lichtbundel 105 valt in op een diffractierooster 310 dat zodanig is geplaatst voor het verstrooien van het bundellicht in verscheidene golflengtecomponenten λ,, ...λη, in verschillende diffractieordes en onder een verschillende diffractiehoek ten opzichte van diffractierooster 310, overeenkomstig de golflengte. Eén orde van afgebroken bundels wordt gewoonlijk gekozen voor het verder filteren daarvan. Licht dat zich 30 bevindt in de nulde orde en alle andere diffractieordes wordt weggegooid, maar het rooster kan een asymmetrisch rooster zijn (‘blazed’), indien dit gewenst is, voor het verbeteren van de efficiency van het optische systeem. Filters 115 kunnen bestaan uit blokkeringsfilters zoals, bijvoorbeeld, een ondoorlaatbaar blok, teneinde tegen te gaan dat de bundel gedispergeerde golflengte zich verder vervolgt door het 9 bundelconditioneringssysteem 300. In bijvoorbeeld Figuur 3 worden dus gedispergeerde bundels voor golflengten X1t ...λη (niet alle getoond) van diffractieorde m = -1, gericht langs paden waarin filters 115 licht blokkeren met golflengten λ2 en λη, maar niet het licht van de overblijvende golflengten, dat wil 5 zeggen λ1 en λ3. Het doorgelaten licht op de overblijvende golflengten valt in op een buiten de as geplaatste scherpstellingsspiegel 320 welke de bundels richt op een brandpunt 330, op welk punt alle bundels eveneens convergent zijn. Andere vormen van spiegel 320 kunnen worden ontworpen voor andere doeleinden, zoals voor het scherpstellen en convergeren van de bundels op andere punten in de ruimte. 10 Gedispergeerde bundels op de verscheidene golflengten λ1( ...λη van diffractieorde m = 0 en m = 1 worden gereflecteerd weg van de scherpstellingsspiegel 320 en worden niet gebruikt.

Figuur 4 toont een verdere uitvoeringsvorm van een bundelconditioneringssysteem 400 waarin lichtbundel 105 bestaande uit een aantal 15 golflengten λ1( λ2, λ3, λ4, λ5..... λη een bundelconditioneringssysteem 400 binnentreedt. Zoals in de voorgaande uitvoeringsvorm, te weten bundelconditioneringseenheid 300, valt lichtbundel 105 in op een diffractierooster 310, wordt gebroken overeenkomstig spectrale golflengte en orde, en de gekozen diffractieorde van golflengten wordt gefiltreerd of geblokkeerd overeenkomstig de 20 eigenschap van elk filter 115. De doorgelaten lichtbundel op de overblijvende golflengten valt in op een groepering spiegels 440 die elk van de doorgelaten lichtbundels van elk een verschillende gekozen golflengte, richt op de uitgang van het bundelconditioneringssysteem 400. De samenstelling van spiegels 440 is zodanig dat de bundels convergeren op een enkel punt op een locatie extern aan het 25 bundelconditioneringssysteem 400, echter de bundels worden niet scherpgesteld, maar convergeren alleen en overlappen op het convergentiepunt. Scherpstelling zal plaatsvinden wanneer de individuele spiegels 440 concaaf zijn met een brandpuntsafstand die gespecificeerd is voor die spiegel 440.

Figuur 5 toont een verdere uitvoeringsvorm van een 30 bundelconditioneringssysteem 500, welke soortgelijk is aan de voorgaande uitvoeringsvorm in alle opzichten behalve het volgende. Een groepering spiegels 540 is zodanig gerangschikt voor het richten van de bundels van de gekozen golflengten in een evenwijdige groepering bundels welke, op hun beurt, worden verschaft aan stapeling 109 van combinerende bundelsplitsers 110 zoals is 10 beschreven in de eerste uitvoeringsvorm getoond in Figuur 2. Gekozen ten aanzien van de golflengte op een wijze die is beschreven in bundelconditioneringssysteem 400 van Figuur 4, en gericht met behulp van spiegels 540 voor het vormen van een evenwijdige lijn lichtbundels, kunnen de gekozen bundels aldus combineren in een 5 enkele uitgangsbundel 550 met behulp van de stapeling bundelsplitsers 110, zoals beschreven in het bundelconditioneringssysteem 200 van Figuur 4. Dit resulteert in een hoofdzakelijk gecollimeerde enkele bundel met de gekozen golflengten, bijvoorbeeld λ, en λ3 in dit voorbeeld.

Andere uitvoeringsvormen kunnen worden gebruikt, afwisselend in 10 de onderhavige uitvinding, voor het verschaffen van het gewenste resultaat van het kiezen, combineren en aan de uitgang verschaffen van lichtbundels van verschillende golflengten voor verschillende doeleinden van het scherpstellen, richten, convergeren en dergelijke.

Aldus uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beschreven 15 te hebben zullen vaklieden inzien dat veranderingen kunnen worden aangebracht in vorm en detail, zonder af te wijken van de geest en omvang van de uitvinding. De bovenstaande beschrijving somt structuren voor het conditioneren van een bundel licht van meerdere golflengten op door het accepteren van de bundel, al dan niet discreet of continu, het selecteren van specifieke golflengten met behulp van filters 20 en/of diffractieroosters, en het combineren van de gekozen golflengten in een uitgangsbundel. Verscheidene componenten van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen kunnen uitwisselbaar worden gebruikt. De stapeling bundelsplitsers in Figuur 5 kan bijvoorbeeld eveneens worden gebruikt met een bundelconditioneringssysteem van Figuur 3, waarbij de scherpstellingsspiegel een 25 spiegel is die de gekozen bundels evenwijdig aan de uitgang verschaft. De uitvinding wordt aldus slechts beperkt door de navolgende conclusies.

30 1034341

Claims (24)

1. Een optisch systeem voor het conditioneren van een bundel licht bestaande uit een veelheid golflengten en het selecteren uit de veelheid golflengten 5 voor het recombineren in een uitgangsbundel, omvattende: een eerste veelheid van N bundelsplitsers omvattende: een eerste bundelsplitser ingericht voor het ontvangen van de bundel licht, het verschaffen van een eerste uitgangsbundel licht en het verschaffen van een eerste interne lichtbundel aan een tweede bundelsplitser;

2. Het systeem volgens conclusiel, waarin de N bundelsplitsers van de eerste stapeling en de N bundelsplitsers van de tweede stapeling zijn gekozen uit een groep bestaande uit niet polariserende kubische bundelsplitsers, polariserende kubische bundelsplitsers, breedbandige van een diëlektrische deklaag voorziene polariserende bundelsplitsers, niet polariserende vooroppervlakbundelsplitsers van 30 het enkele laserlijntype, bundelsplitsers van het membraantype (“pellicle beam splitters"), en bundelsplitsers van het neutrale dichtheidstype.

3. Het systeem volgens conclusie 1, waarin de filters zijn gekozen uit een groep bestaande uit banddoorlaatfilters van het enkele golflengtetype, banddoorlaatfilters van het meervoudige golflengtetype, bandstopfilters van het 1 o 34341 enkele golflengtetype, bandstopfilters van het meervoudige golflengtetype, en bundelblokkeringsfilters van het ondoorlaatbare type.

4. Het systeem volgens conclusie 1, waarin ten minste één van de bundelsplitsers van de eerste of tweede stapeling een spiegel omvat voor het 5 conserveren van optisch vermogen van de bijbehorende lichtbundel.

5. Het systeem volgens conclusie 4, waarin alle bundelsplitsers van de eerste en tweede stapeling een spiegel omvatten voor het conserveren van optisch vermogen van de bijbehorende lichtbundel.

6. Het systeem volgens conclusie 4, waarin de spiegel is gekozen uit 10 een groep omvattende spiegels van het metalen vooroppervlaktype, breedbandige spiegels van het diëlektrische vooroppervlaktype, en spiegels met smalle lijnbreedte van het diëlektrische vooroppervlaktype.

7. Een systeem voor het optisch conditioneren van een bundel voor het conditioneren van een bundel licht bestaande uit een veelheid golflengten en het 15 selecteren uit de veelheid golflengten voor het recombineren daarvan in een uitgangsbundel, omvattende: een diffractierooster ingericht voor het ontvangen van de bundel licht en het dispergeren van de bundel in individuele bundels welke zijn gescheiden op basis van golflengte en diffractieorde; 20 een veelheid filters welke zich vóór de overeenkomstige bundels van de individuele bundels bevinden; en een scherpstellingsspiegel ingericht voor het ontvangen van de individuele bundels welke zijn geselecteerd door de filters en het scherpstellen en convergeren van de geselecteerde individuele bundels buiten het bundel-25 conditioneringssysteem.

8. Het systeem volgens conclusie 7, waarin het diffractierooster een asymmetrisch rooster (“blazed grating”) is.

9. Het systeem volgens conclusie 7, waarin de filters zijn gekozen uit een groep bestaande uit banddoorlaatfilters van het enkele golflengtetype, 30 banddoorlaatfilters van het meervoudige golflengtetype, bandstopfilters van het enkele golflengtetype, bandstopfilters van het meervoudige golflengtetype en bundelblokkeringsfilters van het ondoorlaatbare type.

10. Het systeem volgens conclusie 7, waarin de filters de gekozen golflengte licht blokkeren.

10 N-2 bundelsplitsers, elk ingericht voor het ontvangen van een interne bundel uit de eerste aangrenzende bundelsplitser, het verschaffen van een uitgangslichtbundel, en het verschaffen van een interne lichtbundel aan een tweede aangrenzende bundelsplitser; en een laatste bundelsplitser ingericht voor het ontvangen 15 van een interne lichtbundel uit een aangrenzende bundelsplitser en het verschaffen van een laatste uitgangsbundel licht; een groepering filters waarin elk filter is ingericht voor het ontvangen van een overeenkomstige bundel van de uitgangsbundels licht en het doorgeven van een bundel met een enkele geselecteerde golflengte; en 20 een tweede stapeling bundelsplitsers, welke elk zijn ingericht voor het ontvangen van een overeenkomstige bundel van de bundels met enkele golflengte, waarin de tweede stapeling is ingericht voor het combineren van de bundels met enkele golflengte in hoofdzakelijk een enkele bundel licht van de geselecteerde golflengte.

11. Het systeem volgens conclusie 7, waarin de filters de gekozen golflengte licht doorlaten.

12. Het systeem volgens conclusie 7, waarin de scherpstellingsspiegel is geplaatst vóór bundels van één diffractieorde.

13. Een systeem voor het optisch conditioneren van bundels voor het conditioneren van een bundel licht bestaande uit een veelheid golflengten en het selecteren uit de veelheid golflengten voor het recombineren daarvan in een uitgangsbundel, omvattende: een diffractierooster ingericht voor het ontvangen van de bundel 10 licht en het dispergeren van de bundel in individuele bundels gescheiden door golflengte en diffractieorde; een veelheid filters welke zich vóór de overeenkomstige bundels van de individuele bundels bevinden; en een groepering vlakke spiegels ingericht voor het ontvangen van de 15 individuele bundels gekozen door de filters en het richten van de gekozen individuele bundels buiten het bundelconditioneringssysteem.

14. Het systeem volgens conclusie 13, waarin het diffractierooster een asymmetrisch rooster (“blazed grating”) is.

15. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de filters zijn gekozen uit 20 een groep bestaande uit banddoorlaatfilters van het enkele golflengtetype, banddoorlaatfilters van het meervoudige golflengtetype, bandstopfilters van het enkele golflengtetype, bandstopfilters van het meervoudige golflengtetype en bundelblokkeringsfilters van het ondoorlaatbare type.

16. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de filters de gekozen 25 golflengten licht blokkeren.

17. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de filters de gekozen golflengten licht doorlaten.

18. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de groepering vlakke spiegels is geplaatst vóór bundels van één diffractieorde.

19. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de groepering vlakke spiegels de geselecteerde individuele bundels convergeren en scherpstellen.

20. Het systeem volgens conclusie 13, waarin de groepering vlakke spiegels de geselecteerde individuele bundels evenwijdig richten.

21. Het systeem volgens conclusie 20, verder omvattende een veelheid bundelsplitsers ingericht voor het ontvangen van de geselecteerde individuele bundels en het combineren van de bundels in een enkele bundel van geselecteerde golflengten.

22. Het systeem volgens conclusie 21, waarin de bundelsplitsers zijn 5 gekozen uit een groep bestaande uit bundelsplitsers omvattende niet polariserende kubische bundelsplitsers, polariserende kubische bundelsplitsers, breedbandige polariserende bundelsplitsers voorzien van diëlektrische deklaag, bundelsplitsers met niet polariserend vooroppervlak van het enkele laserlijntype, membraanbundelsplitsers (“pellicle beam splitters”), en bundelsplitsers van het 10 neutrale dichtheidstype.

23. Het systeem volgens conclusie 21, waarin de bundelsplitsers een spiegel omvatten voor het conserveren van optisch vermogen van de bijbehorende lichtbundel.

24. Het systeem volgens conclusie 23, waarin de spiegels zijn gekozen 15 uit een groep bestaande uit spiegels met metalen vooroppervlak, breedbandige spiegels met diëlektrisch vooroppervlak, spiegels met diëlektrisch vooroppervlak van het smalle lijnbreedtetype. 20 1034341