TWI297083B - - Google Patents
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Description
1297083 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種把雷射光束之能量分佈轉換成均勻分 佈(Top Hat帽型)之繞射型光學構件⑴〇E)光學系統之改 •, 良。以雷射光束對準對象物,用來鑽孔、挖溝或焊接等雷 .』 射加工之用途越來越廣泛。焊接、切割、熱處理、鑽孔等 目的亦多種多樣。 在該等雷射加工領域,有時候需要把能量密度為高斯分 佈之雷射光束轉換成能量密度分佈均勻(T〇p Hat帽型分佈) 或能量密度準均勻之光束。作爲把高斯光束轉換成均勻或 準均勻能量密度光束之裝置,有使用非球面透鏡之機構和 使用繞射型光學構件(D0E)之機構。把高斯光束轉換成均 句或準均勻密度之機構稱爲均化器。在此,以繞射型光學 系統之均化器為問題。 【先前技術】 φ [非專利文獻 l]Jari Turunen,Frank Wyrowski, diffractive Optics for Industrial and Commercial . Applicaions",Akademie Verlag,p 165-1 88 4 非專利文獻1列舉了許多示例,就用於把高斯光束轉換 成均勻光束(帽型)之繞射型光學構件(D〇E)進行了説明。 所謂的均勻,並非僅僅是圓形剖面上均勻的均化器,就矩 形剖面上均勻的D0E均化器等也作了説明。 [非專利文獻2]
Frank Wyrowski? ^Diffractive optical elementsiinterative 110623.doc 1297083 calculation of quantized, blazed phase structures", J. Opt.
Soc· Am· A,Vol· 7, No· 6, June 1990, p.961-969 非專利文獻2為藉由繞射型光學構件繞射一入射光束, 月匕夠彳于到任思的圖形和文字之輸出。例如,使”MEN FRG等文子浮現在像面上。這在某種範圍内並不是均化 能量者。自由度大的繞射型光學構件中也有那種可能性。 [專利文獻1]日本專利特開2002_202414號,,光束轉換元 件使用5亥光束轉換元件之照明光學系統、曝光裝置、雷 射加工機和投影裝置,, 專利文獻1提出了使用2張全息圖(h〇1〇gram),把高斯光 束轉換成均勻強度光束之光學系統之方案。 [專利文獻2]日本專利特開平9-61610號”二元光學(binary optics)和使用该二元光學之聚光光學系統以及雷射力口工裝 置,, 專利文獻2提出了藉由繞射型光學構件把山形強度分佈 (南斯分佈)之光束腰(Beam waist)整形為平坦均勻分佈的光 束之光學系統之方案。 [專利文獻 3]USP6,433,301(Dunsky et al.)"Beam Shaping and Projection Imaging with Solid State UV Gaussian Beam to Form Vias,, 非專利文獻3也提出了藉由繞射型光學系統把山形強度 分佈(高斯分佈)之光束腰整形為平坦均勻分佈的光束之光 學系統之方案。 [專利文獻4]日本專利特開2004-230432號,,匯總多點均化 110623.doc 1297083 器光學系統” 專利文獻4提出了在把高斯光束轉換成準均勻分佈之繞 射型光學構件(D0E)之焦點位置上,放置具有比準均勻光 束大的開口部的孔罩(Aperture mask),降低雜訊,藉由分 支DOE ’把被準均勻化之光束轉換成複數的均勻分佈的光 束之光學系統之方案。 因爲DOE之自由度大,所以能夠進行從高斯光束到能量 均勻、準均勻分佈之光束之轉換。 繞射型光學系統有透過型和反射型,這裡以透過型為對 象進行説明。透過型繞射型光學系統係小像素σ(ρίχβ1〇厚 度不同的單位縱橫排列的透明板。級差的最小單位ε是用 光的一波長之光程差λ/(η_υ除以一常數w所得結果 (ε^λ/Μη-Ι))。級差數(step)w多為2的乘方值2、4、8、 16、32 ' 64、256…等(w=2b : b=1、2、3、4、5···)。橫向 像素數為Μ,縱向像素數為_夺,像素數為Nm。像素面積 為dxd時’ DOE的有效面積為MdxNd。 DOE係根據厚度變化而改變相位。D〇E面之^維坐標為 (u,V)。因爲像素是斷續的(Diserete),所以也可以諸橫 號碼記錄,但是這裡爲了簡A ’用連續坐標(U,V)表示。 D〇E的復合透過率為他V)。這是藉由高度(厚度)h(U,V) 的相位變化,與通過空間時和通過麵時之相位差一幻 和高度h(u5 v)有如下關係。 φ(ιι,v)=(27ia)(n-l)h(u,v) (1) 臓之復合透過_,ν)和相位mu,v)有如下關係。 110623.doc 1297083 T(U5 ν)=6χρ(ίφ(υ? v)) (2) 假設入射光束為平面波(相位一致),因爲振幅發生二維 、臭化所以發生a(u,v)般振幅變化。因此,doe裏面的相 位分佈可以用a(u,V)T(U,v)提供。從〇〇]£到像面之距離為 L。假设從DOE的(u,v)到像面的(x,之距離為q,則相位 發生eXp(ikci)之變化。k是波數,^2πη/λ。如果用ι(χ,幻表
示像面上的相位分佈,則藉由(u,ν)之像素的像面(χ,幻上 的相位影響程度為: dI(x5 y)=a(u5 v)T(u? v)exp(ikq)dudv (3) d疋微分記號。像面(X,y)上的相位強度為: ^(X5 y)==iJa(u5 v)T(u5 v)exp(ikq)dudv (4)
Jiciudv是用D0E整體累積計算的意思。因爲是分散的, 儘管嚴格意義上是累積計算,但是爲了簡便用積分表示。 expGkq)儘管表示D0E之作用,但是因爲很難嚴密地計 算,所以取近似值。藉由近似計算,(4)的計算就可以回到 傅立葉轉換。q是(U,V)和(X,y)的距離,所以, q={(u-x)2 + (y.y)2 + L2}1/2 (5) 因爲DOE ·像面距離L特別大,所以q為 q=L+(u2+v2+x2+y2)/2L-(ux+vy)/L (6) 這說明 a(u,v)T(u,幻以!){(112+沪)/2]1}與1(\ y)exp{(x2+y2)/2q 為傅立葉轉換、傅立葉逆轉換的關係。 因此,加入像面側的條件,例如儘管在某一範圍内Ι(χ, y)為均勻,但是在其他範圍内i(x,y)為〇這一條件,把Ι(χ, y)exp{(x2 + y2)/2L}傅立葉逆轉換,應該得到a(u,v)T(u, 110623.doc 1297083 v)exp{(u2+v2)/2L}。 因爲已經知道a(u,v),所以能夠得到D〇E的相位函數 T(u,v)。在此,加強DOE側的限制。 其有各種可能性,如公式(2),T(u,v)的相位發生變化, 但是振幅一直為1,所以加入|T(U,v)hl之條件。即,把 T(u,v)/|T(ix,v)丨重新改爲 T(u,v)。 因爲知道a(u,v)T(u,v)exp{(u2+v2)/2L},對其進行傅立 葉轉換,得到應該爲I(x, ykxpKP+y2)/2"的函數。在 此,加強像面側的限制。其係保存相位,振幅部分在某一 範圍内I(x,y)均勻,而其他範圍内為〇的條件。 幾百次或幾千次地重複計算。藉由重複此計算,能夠會 聚T(u,V)。如此,就能夠知道D〇E的像素相位^,幻。二 後知道像素的高度h(u5 v)。藉由切削加工像素使其成為言^ 數值,製造均化器DOE。 圖1係繞射型均化器之概略構造圖❶大直徑的雷射光束2 射入DOE3,並被繞射。繞射光4被投影到像面使能量 在某一範圍内均句是均化器D 〇 E之目的。繞#光的中心軸 線為RST。像面5相當於被加工構件的面等。目的是鑽 孔、切斷、熱處理、焊接等各種各樣。實際上,被處理物 在像面5。被處理物就是像面本身。但是,在這㈣象地 稱之爲像面5。 目的是在像面上形成能量均勻的光束。在圖】之右下角顯 示像面上的能量密度。在某-範圍J内能量k為均勾,而在 其範圍以外的G能量降為^在加卫範㈣,能量分佈爲 110623.doc 1297083 直線k。這是最理想的均化器 的能量分佈。 但是’很難實現如此理想 像素高度之差為單位高度ε的倍 [發明欲解決之問題] 像素的高度較分散 。亦可以根據材料進行钱 ’所以產生加工誤差。加 數。加工每個像素就是切削加工 刻(etching)加工。因爲像素極小 工誤差亦有各種各樣,但是斟於仏σ 丨-疋對均化益特性之影響最大的, 有像素局度h偏離一定值的誤罢( % J决是(以下間稱為級差誤差)。 如果像素加工有級差誤罢, 夫差則產生精由DOE完全不繞 射,而直接透過的光,這魷县骨A ^ ^ I就疋零_人光。右產生零次光,則 與繞射光發生干涉。圖2中顯示繞射光和零次光。會聚之 光為繞射光。以平行光束前進的係零次光。繞射光亦與零 次光在同一方向(RST)前進,射入像面之幾乎相同的部 位0 因此,繞射光與零次光之間發生干涉。由於干涉,如圖 2右下方所示,像面上的強度並不均勻,如同起大的波 浪。右像面上的輸出能量為波浪形分佈曲線k,,則不適用 於鑽孔或熱處理、焊接等之單位面積上需要相同能量的加 工。必須抑制能量分佈惡化。 /爲輸出光束為均勻光束,在邊界的能量不連續很明 具即為不知定的輪出光束。那種情形下,零次光和繞射 γ干以特別明顯。本發明之目的係提供一種防止d〇e之 輸出如圖2之曲線k’般波動大的doe,gp提供-種繞射光和 零次光的干涉減少之DOE。 U0623.doc 1297083 【發明内容】 [解決問題之方法] 本發明之DOE,使前面或後面整體上傾斜,前面和後面 不平灯丨疋平订平板’而是非平行板。這種形狀表現為 楔型,:本發明之D〇E藉由楔型物來折射零次光,使繞射 光直订刖進。像面上的零次光和繞射光之到達領域不同, 因此’零次光和繞射光之間不發生干涉。 圖3顯示本發明之楔型D〇E之構造。圖3(a)顯示按照設 值製造DOE時之光束擴展。從雷射器射出的高斯光束2或 者藉由擴束器(beam expander)擴展為適當直徑之高斯光束 2,射入本發明之楔型D0E3e繞射光4儘管與楔型物面不 垂直,但是可以射到軸線方向(RST)。那就是用均勻能量 费度射入像面的光。 儘管DOE為楔型,但繞射光射以軸線方向射出之雷射· doe ·像面可配置成直線形(RST)。如果沒有誤差,則成 爲圖3(a)般毫無問題。D0E有製造誤差時,因此產生零次 光。圖3(b)顯示有零次光時的繞射光和零次光之關係。 所謂的零次光為直觀上不繞射而直行的雜訊光,嚴格來 說是繞射次數為〇的光。DOE為楔型時,零次光不繞射, 但亦不直行。與在連續斜面上折射相同,向〇〇£較厚一側 彎曲。因爲像面5離DOE3相當遠,所以零次光6和繞射光4 在像面不重疊而是分開。因此,零次光6(RSZ)和繞射光 4(RST)不干涉。 那麽,DOE應該有多大的楔型角Θ呢?假設從〇〇£的中 110623.doc 1297083 U 8估&十在像面上的均勻模式擴展之角度為γ,和像面 距離為L,入射光直徑為D時,零次光的彎曲角度❹必須是 γ+D/Lg Θ。楔型角Θ和零次光的彎曲❹為 的關係。因此,楔型角(D〇E的前面和後面的偏斜角)0為 γ+D/L $ {sin (nsin0)_0}。或者要求更強的條件‘ (η-1)0 〇 雖說DOE為楔型,其實像素的頂面為與基本面平行的 面因為繞射光束向像素的某一點和相鄰像素的點的光程 差為〇的方向射出,所以零次光的擴展大約為兩倍。若零 次光軸偏離超過繞射光之擴展的2倍,則零次光與繞射光 不會重疊Hb ’要求上述不等式。關於其間的關係將在 後面進行說明。 [發明效果] 本發明因為把DOE做成為楔形,所以能夠在空間上分離 繞射光和零次光❶因此,即使有級差誤差等,亦不產生繞 射光和零次光之干涉,不損害像面上的繞射光束的能量均 勻性。 本發明之立意在於藉由把OOE做成楔形,使零次光 (RSZ)不直行,而是大幅彎曲,從繞射光(rst)岔開。但 是,因為DOE製造時使像素面和基準面平行,所以像素表 面總是平行於基準面。即使直觀地用折射類推,說零次光 彎曲,亦不正確。果真在楔形D〇E上零次光彎曲嗎? 難道不是因爲原本不彎曲,所以才叫零次光的嗎?在表 面由與光軸垂直的像素形成的楔形D0E上,零次光發生彎 110623.doc 12 1297083 曲到底是怎麼一回事呢?從幾何光學常識上來看,這是不 可思議的,我們首先解釋這點。 5 圖13係說明楔形玻璃塊23使平行光線折射而彎曲之圖。 玻璃塊前面和光軸垂直面平行’後面和光軸垂直面形成㊀ 的傾m行人射光22從前面射入。在後面折射之折射 光24被彎曲後射出。
與光軸垂直的面為基準面。前面為該情形之基準面。後 面的曲角為θ。這裏因為斯涅爾定律成立,所以
Si”=nsine成立。n為玻璃塊的折料。因此能夠用傾 斜角為㈣玻璃塊,使平行光束只弯曲如在三棱鏡般的折 射作用情形下,相當於零次光的光僅彎曲θ。曲角為 Θ — sin (nsin0)-0 (7) Θ為前面後面的傾斜角(楔型角)。儘管如此,即使 的前面·後面整體傾斜Θ角度,因為像素本身有平行的頂 面,到底零次光是否僅僅彎曲0呢?直觀上不清楚。 圖14顯示與基準面平行地切割像素面的〇〇£。平行入射 光32;k刚面直行射入D〇E,原封不動地從後面直行射出。 像素35之各面不是傾斜面,而是與基準面平行,對光束光 軸總是成直m ’在後面不折射,而是直行射出。這 樣的光線34難道不是零次光嗎?在楔型DOE上是不是因爲 像素面不傾斜,所以零次光才不彎曲呢?經常有這樣的疑 問。 因為像素面與入射光的光軸垂直,如果只考慮根據斯涅 爾疋律的折射,則會被認爲零次光根本不可能彎曲。這是 110623.doc 1297083 因為在某種程度上,零次光這種稱呼讓人直觀地感覺它是 直行的。楔型D0E上的零次光究竟是怎樣呢,我們在這裏 將進行分析。 圖15係用於僅僅考察楔型〇€^的3個像素部分的折射之 說明圖。即使考慮多少像素也是同樣的。像素縱向尺寸為 d。在楔型DOE上僅僅讓圖13之楔型塊(面的傾斜角Θ)離散 化。因此’級差(相鄰像素高度)s是固定的,s/d==tan@。在 貫際的DOE上,用於均化器的級差重疊,相鄰級差不固 定。即使在此情形下,相鄰級差的平均值亦是s。即相鄰 像素級差的平均值為dtan0。此處,因為把楔型剖面當作 轉換成分散像素的等價物體考慮,所以s為固定值。 入射光平行地垂直射入DOE之前面(基準面)。即考慮通 過h點從第1級的w!點射出的光線、通過點從第2級對應 點I射出的光線、通過心點從第3級對應點冒3射出的光 線。所謂的對應點是指從像素的級兩端的距離相同,僅僅 相距像素尺寸d 〇 從 W】、W2、W3直行的光為 s! W]N】、S2W2N2、S3W3N3。 δ玄4 3束光線根據折射定律直行,但是,光程差不為〇。所 謂的光程是指折射率η和距離1的乘積之和,可以寫成 Σηΐ。與光線相比,心冒以2光線之光程僅僅長(n])s。 同樣地’ S:3 W^N3比S2W^N2光程僅僅長(η -1 )s。每級只有那 麼多的光程差。 若換成相位,則相位每級只前進2π(η-1)δ/λ。從各級對 應點W直行的光只有像素數ΜΝ。ΜΝ是一個很大的數值。 110623.doc 14 I297083 如果相位2π(η-〜/λ不是2π的倍數日夺,這些應條的光線之 和相互抵消。這點和幾何光學不同。 思考自平行射入之對應點向下轉向的光程SlWlPl、 ms3w3卜該等光程之間如果沒有綱,它們則 =強,在像面上形成真實的光。該等向下的光線和光勒形 成的角度為Φ0。下-級和上一級的光程差為(S2W2P2_ 如果其為人的倍數,則紗 強該方向之繞射光。特別其為〇時,因為來自所有像素^ 相同方向的光之相位一致’所以能夠增強光線。 因為 ns-(dsinOo + scosO〇)=〇 (名) 所以此應被稱為零次光的光。另外,一般m次光指 ns-(dsin<Dm+scosOm)=na(m=±l ' ±2、···) ⑼ 藉由⑻定義零次光,藉由(9)定義m次光。對於任意的 Φ,可以寫為: " dsinO + scos®=(d2+s2)0·5 δίη(Φ+α) (1〇) 但是,把其代入⑻的零次光,則為: n(d2+s2)0·5 sina=(d2+s2)0·5 sin(0〇+a) ⑴) nsina=sin(0〇+a) (12) 將其與先前的玻璃塊上的斯涅爾定律比較,若㈣,則 可以明白其為一致。實際上sina=s/(d2+s2)05,所以玻璃塊 的傾斜角0之tan€)等於等價的分散像素之級/長度之比 s/d(tan0=s/d) 〇 因此,使傾斜角Θ的玻璃塊離散化,級差為s、像素長产 為d時的楔型D0E的零次光朝〇〇方向彎曲。即,圖^的= 110623.doc -15- 1297083 璃塊之零次光的方向角〇盘經雜^-fr J», 用〇興經離政之楔型DOE的零次光之 方向角<D〇相等。 該結果說明了什麼呢?離散、且由上頂面平行於基礎面 的像素集合生成的DOE中的零次光,與藉由離散前的相同 傾斜玻璃塊的折射的光束方向相同。圖3(b)之零次光轉彎 得於證明。朝Φο=θ的方向f曲的是零次光"m次光(因為 α=Θ)為
nSinG-Sin((Dm+©)=na/(d2 + s2)〇.5(m==±1、土2、···)⑴) m增加,則Φηι減小。若瓜再增加,則〇历成為負值。曲 角為f 1,m為正、較大時,波面和一致。㈤為負 時,比Φο更加大幅向下彎曲。如果存在如下正整數瓜,' (n-l)sin0=na/(d2 + s2)0 5(m=1、2、…) 〇4) 就存在直行、形成垂直於(φη^Ο)軸的波面^乂沁的瓜次 繞射光。因為8丨110 = 8/((12 + 82)〇.5(0 = 〇1),其為 (n-l)s=mX (m=l、2、……) (15) λ/(η-1)為1個波長的級差。D〇E上不可能有i個波長級差 以上的級差。由(15)得到s/mq/h-;!),級差”匕人/^^^小。 因此不存在滿足(15)的正整數。因此沒有直行、形成波面 N】N2N3的繞射光。如果用幾何光學考慮,則很難弄清楚, 但是如果用波動光學考慮,則能夠明白。 在像面上,能夠從繞射光和零次光不重疊這一條件決定 楔型物的傾斜角0,用上述Θ2 (Y+D/LVOn-i)此不等式表 示。η為DOE的折射率,γ為從DOE中心到像面上的均勻光 的擴展角。如果用其確定Θ,則從剛才的零次光之考察, I10623.doc -16 - 1297083 可以根據tan©=s/d換算為離散的像素高度3和像素尺寸d的 比率。事先已經確定像素尺寸d。因此、、 很據其可以確定 '皆應楔型的離散像素的級差S。對應— _
及長尚度之差A λ/(η-1)。其除以2的乘方w(2、4、 … κ 卟、32、64···、 ^ : b = 1、2、3、4、5 ,確 Μ 〇。 干饥級差s。ε=λΛν(η- 相象素之級差只有ε、2ε、3 ε、···、“ ,、 (_ 1) g的〜。成為 格:型的級差s當然必須是其中的一個。 ·'、 數)。 T幻1U ^齡倍(k為正整 s=kX/w(n-l) (16) 其提供對於相鄰像素之級差的條件。 々i ϊ吳成Θ,則為 tan@=s/d=ia/d w (η-1) (17) 若用單位級差ε(=λ/〜(η-1))表示,則為 tan0=s/d=ks/d (l^k^ w-1) (18) 即’楔型麵傾斜角Θ的正切必須是用單位級差以 素尺寸d所得商的整數倍。當然, 牙、乂1豕 tan® — s/cK/wd (η-1) (19) 此外’因為k/w是小於1的正數,所以 tan0<X/d (n-1) (2〇) 因為λ/(η-1)為1個波長的厚度, θ J正切比1個油且戶 度除以像素尺寸d所得的商小。 長予 這樣,就確定了0、s、k等。這只是用離 表現楔型而已。在此基礎上择"素的向度 足上、加會聚作用或均 為DOE的作用。 」乍用者 H0623.doc 1297083 圖!6顯示以3個玻璃塊的組合之则的3個作 — 斯光束42於楔型塊43處偏斜,變為平行高斯光束44。= 補的楔型塊45處變為平行高斯光束46。藉由聚光化 變為會聚均句光束。於像面上,實-益 ^ 只兄J長度為e的均匀槿 I :勾I:模式尺^為任意。均勻範圍J的形狀亦為任 思,可以根據目的適當地選擇為圓形、擴圓形、 方形、帶狀等。 々、正 實際上,該等3部分元件組合為一個即為D0E,中間光 束44、46實際不存在,是虛構的平行光束。為了直觀地理 解DOE的模式到底如何,故分解成⑽部分作$。 DOE後面(前面亦可)僅僅傾斜了 @傾斜角。 消除該傾斜得到平行光束46,就需要互補的 ^ 了 45。但此為不實在,作為D '絲塊 旧衣曲要素,必須 化。其應該成為相鄰像素間具有幻個波長厚度^= 以級數W的單位級差倍的級差的錯齒狀差 藉由在D0E後面施加薄薄的鑛形成份,就可 其F次是用於均勻聚光的非球面透鏡47β因為有菲淫爾透 、見(resnel lens)般的聚光作用和作為均化器之均句性 均句聚光的光束48射到像面。因為有聚光性:所 =Γ:Γ。因為有均勻作用,所以中央部分更加 Ο亦扣除可以扣除的波長部分^1), 使伙傾斜面開始的級差的最大值小於以㈣。〜 爲臓的外形使用楔型玻璃棟43’但是互補的楔型:二和 110623.doc -18- 1297083 非球面透鏡47有必要置換為離散的像素的級差函數。 進行如此置換者為圖17。為了擴大細節,該圖為以前圖 旋轉90度的方位,描繪光束從下往上傳播。楔型玻璃塊43 提供DOE之外形。帶有鋸齒面的鋸狀塊55為圖16之逆楔型 塊45經離散者。菲涅爾透鏡般的塊57為圖16的透鏡47經離 散者。 本發明DOE之外形以楔型玻璃塊43加以決定。表面的凹 凸為鋸狀塊55和透鏡塊57相加之物。加上傾斜塊43和同心 透鏡的塊57,則同心部成為朝圖17左側偏移的模式。鋸狀 塊提供平行溝的部分模式。該等之和為DOE表面的凹凸形 狀圖5所示者可以作為這種合成模式來理解。 根據圖15及其說明,證明了藉由模型顧,零次光傾斜 ,方向)射出。但是,其係沿著零次光之中心軸的光,實 際·^在Φο周圍存在有限的擴展。有必要對其進行評價。 儘管繞射光之方向用布拉格條件_ηθ=λ這麼簡單的公式 來決定,但實際上其有擴展,其係可以用等的—函 數來表現的擴展。如圖15所示,所有的像素上,如果僅僅 考慮來自對應點的波面’則只能確定方位。但是,實際上 也:在來自對應點之外的波面的重疊。其係提供有限:擴 展者。 八 根據圖1 8來考察。方^卜·p +伽弟 方、上下兩個像素之間來考慮。僅僅考 慮角度就可以了。通過上層按照 56則進的光線和 以/ 、4、55、57前進的光線因為是從對應點的ΦΟ …’所以光程差為其成為射向零次光之中心的光 110623.doc -】9 - 1297083 線。點53和55段距端部的距離相同,為g。點53(距端點 g; (^g<d)和點59(距端點t; at<d)射出的絲差為〇的 光線也是一種零次光。基於點59遠離點55,光程差為〇的 角度Φ變小。 ns,{ (d+t - g )sinO+s cos<D } =0 (21) t=g 時,(d+t_g)小於 _,φ>φ〇。 儘管(d+t-g)的最小值為〇,但此時φ不存在。φ>φ〇說明比 Φο更加彎曲,因為更加遠離沿著軸線的繞射光,所以不產 生問題。 (d + t-g)大於d時,φ<φ〇。Φ小是因為靠近沿著軸線的繞 射光,則成為問題。靠近到何種程度呢? Φ的最小值是多 少呢?這是問題。d+t-g的最大值為2d(t=d,g=0)。這時, Φ取最小值Φηιίη。儘管嚴密的計算在解析上很困難,但是 如果用1次近似計算,則為 Φιηίη=Φο / 2 (22) 即,如果零次光之中心線之軸線的角度為φ〇(=θ),則可以 知道向零次光内側擴展的端部為其一半的角度 Φο/2( = θ/2) 〇 因此’像面上繞射光之擴展如果在於比零次光曲角的一 半更内側,則零次光和繞射光不可能部分重疊。圖19顯示 doe ·像面之間的繞射光和零次光。波長λ、直徑D的入射 光進入DOE被繞射。繞射光48在像面上生成尺寸為e的均 勻光τ,ΤοΤ3。從像面上的中心點τ〇向下只延伸e/2卜T〇T3)。 估計從DOE的中心S〇到像面的均勻光的擴展角度為γ。因 110623.doc -20- 1297083 為DOE和像面的距離L足夠長,所以 LT=e (23) 零次光之中心成分點長鏈線)朝φ〇=Θ的方向彎曲。但 是,零次光的周邊成分之最鄰近(1點長鏈線)的界限為 ΦΐΏίη=θ/2。因此,零次光的近似成分存在於像面的ZlZ3範 圍内。零次光的中心成分(2點長鏈線)更加靠近下方。如果 在像面上以TQ作為原點,繞射光在像面上從丁1=+丫1/2擴展 到Τ3〜γΙ72。零次光的周圍光之最上方Ζι為zi=-Le/2+D/2。
ZiST3下方時,零次光和繞射光不重疊。因此,可以為: yL /2^ L0 / 2 ~ D / 2 (24) 即要求yL+D$Le (25) 因為e=sin 'nsin®)-©,所以加強如下條件: yL+D^L { sin'^nsin®)-© } (26) (27) 或者除以 L為 γ+(ΐ) / L)$ sin^nsin©)-© 這是嚴密的限制公式。 (28) ㊀足夠小時’因為(n_l)@<sin-】(nsin0)_@ 所以 γ+(ϋ / L)$ (n-i)0(29) 此條件為充分條件。也可以寫為 (30) Θ. { γ+(Β/ L)} /(n- 1) [實施例1] [實施例1(YAGSHG雷射;f=200 mm ; 2(j)—0.5xlmm; 圖 4,5,6,7,8,9)] 藉由楔型均化器DOE,希望把具有高斯分佈能量,直徑 為2φ的YAG第2高次諧波雷射光,在2〇〇 mm遠的像面上形 110623.doc -21 - 1297083 成0.5 mmx 1 mm的矩形均勻光。光學系統的主要規格為 入射雷射光 波長:532 nm(YAG第2高次諧波雷射光) 光束直徑··(j)2mm(l/e2徑) 波面:平面(平行光) DOE折射率 η=1·460706 焦點距離(DOE ·像面之間距離)200 mm 像面強度分佈〇·5 mmxl mm(矩形剖面··此處均勻) 圖4顯示DOE、像面、繞射光、零次光。DOE傾斜於y方 向。y方向之模式尺寸為e=l mm。L=200 mm,因此1 mm,D=2 mm。零次光和繞射光完全分離的條件為 yL+D〈L9 〇因爲臨界條件為yL+D=L0,所以考慮該情形。 因為yL+D=l mm+2 mm,所以L0=3 mm為臨界條件。我們 分析於此處的情形。 繞射光光軸(RST)中心和零次光光軸(SZ)中心之間的在 像面上的距離ZT設定為3mm。假設Z ZST=0,貝ij e^tan'1 (3/200) = 0.014999rad=0.85 93 72° 假設DOE的楔型角為Θ,則DOE前面與光軸RS成直角, 後面對光軸僅僅傾斜(90-Θ)。 sin(0+0)=nsin0 楔型角為 〇 = 〇.〇32536rad=1.864153° 儘管只是很小的楔型角,但是如果附加於DOE,則像面 上的零次光和繞射光剛好不重疊。光束直徑為2 mm,繞射 光的擴展為1 mm,零次光的邊緣偏移為3 mm,正好繞射 110623.doc -22- 1297083 光的終端是零次光的始端,沒有實質上的重疊部分。繞射 光和零次光在像面上不重疊。因此不產生繞射光和零次光 的干涉。 DOE的設計規格 相位級數:16級 單元格尺寸:5 μιηχ5 μιη 單元格數量:2000單元格χ2000單元格 扣5 μιη、M=N=2000。DOE有效部分的面積為1〇 mmxl〇 帶有上述楔型角的DOE的像素上的相位分佈如圖5所 示。這是沒有級差誤差的情形。相位分佈是指]〇〇]£面(u, v)上的相位φ(1ί5 v),厚度或高度相同。厚度變化"(η」), 就產生1個波長的光程差,相位差為2π。因為λ=532 nm、 因為有1 6 η=1·46070,所以1個波長為人/(11_1):=13〇7邮 級,所以單位高度為ε=81·7 nm。楔❹郎的才目鄰像素高 度差的平均值為s=dtan0=72.5 nm。若從相位為⑽,v)=〇 的基準厚度的厚度偏移用h(u,v)表示,則有如下關係: φ(ιι,ν)=2π1ι(ιι,ν)(η-1)/λ 因此也可以說圖5的相位分佈是厚声八 ⑼疋每度刀佈。該D〇e不僅 僅單純地進行均化,而且亦有會聚并 $ θ象光束的聚光性。能夠產 生和菲淫耳透鏡相同的同心形的厚度(相位分佈)如圖5 所示,同心條紋偏向右側是因為有楔型物之緣故。同心條 紋從有縱向橢圓形同心圖案的部分 7 f刀向周圍擴展。用菲涅耳 透鏡的類推可以直觀地理解聚焦作 用因為均勻分佈的目 110623.doc •23- 1297083 ’所以是同心橢圓形。 斯光束轉換成矩形剖面均 色部分為像面上0.5 mm X 1 標範圍是0.5 mmxl mm的長方形 圖6顯示使用該D〇]g使2(j)的高 勻的光束投影在像面上者。白 麵的範圍。肖目視也可以明顯地看到該範圍内亮度相同 並且均广。能量偏離平均數值的值為+2.49%〜-2.78%。 圖7是在像面的X軸和”由上所測定的能量分佈。這是沒 有級差誤差的愔飛。徒其 ., t & X方向的光束擴展目標為〇·5 mm,但可以看到,為 窃 在軸上的χ==·25〇 μπι〜+250 μπι之間能 量幾:完全相同。此外,在y軸上,y=㈣〜+別叫之 里亦成乎70全相同,在0·5 mmx 1〇 mm的矩形範圍 内’達到了均勻此一目的。 /、人旨试製造有級差等誤差的DOE,同樣調查了均勻 性、。D0E的平面圖和圖5的d〇e幾乎完全相同,目視幾乎 無法無現其差別。因此,省略了有誤差的DOE平面圖之圖 式。 使用,亥DOE,纟相同條件下把雷射光的高斯%束轉換為 形句勻光束。像面模式如圖8所示。目視看不出能量的 搖擺,看上去非常均勻。能量搖擺在+3·2〇%〜_3·84%。 圖9係顯示藉由有級差誤差的DOE,使高斯光束繞射, 投影到像面上時的x轴和y軸i的能量密度之測定結果之圖 形。雖然在X軸上的χ==_25〇 μηι〜+25〇 時,有〇 95〜1 〇左 右的小波、紋’但是很少。與圖7的X軸i的能量密度測量結 果相比在同一個地方能看到能量的降低,其稍微變大。 但是其係报小的凹陷,不是因為與零次光干涉所引起。圖 110623.doc -24- 1297083 9右側的y軸上的能量密度在y==_5〇〇 μιη〜+5〇() ^^時,幾乎 完全均勻,紊亂較少。 此意味著本發明之楔型DOE即使有製造誤差,均勻性的 惡化也很小。 [比較示例 1(YAGSHG 雷射光;f==2〇〇mm ; 2φ4 〇 5 χ 工 mm ;圖 10,11,12)] 製造規袼相同、平行平板沒有誤差的d〇e(圖u)以及平 订平板有誤差的DOE(圖12),並與本發明之結果進行比 較。DOE之尺寸、像素尺寸、雷射特性等與實施例相同。 ◎光學系統的主要規格: 入射雷射光 波長:532 nm(YAG第2高次諧波雷射光) 光束直徑:(|>2mm(l/e2直徑) 波面:平面(平行光) DOE 折射率 n=l .460706 焦點距離(DOE.像面之間距離)2〇〇 mm 像面強度分佈〇·5 mmxi mm (矩形剖面:此處均勻) ◎ DOE的設計規格 相位級數:16級 單元格尺寸:5 μιηχ5 μηι 單元格數量:2000單元格χ2000單元格 圖1〇係顯示平行平板D0E之相位分佈之平面圖。該d〇e 有聚光作用,與菲涅耳透鏡相同能夠產生同心形的厚度 (相位)分佈。中心部位出現同心條紋圖案,這是因為是平 H0623.doc -25- 1297083 行平板DOE,所以能夠對稱地產生相位分佈之條紋的緣 故。因為均勻分佈的目標範圍是〇·5 mmxl mm的長方形, 所以是同心橢圓形。 圖11係藉由沒有級差誤差之平行平板D〇e,使高斯光束 繞射而投影到像面時所測量的像面上的χ軸和y軸上之能量 分佈。此係無級差誤差時的情形,提高均勻性。儘管χ方 向的光束擴展目標為〇·5 mm,但可看到在χ軸上的χ=·25〇 μηι〜+250 μχη之間能量幾乎完全相同。此外,在y軸上,即 使}--500μπι〜+500 μιη,能量也幾乎完全相同,在〇.5 1·〇 nxm的矩形範圍内接近均勻。不均勻性為+ι·94%〜 -3.27% 〇 其次,製造有級差誤差的平行平板DOE,同樣地繞射光 束’調查像面上的能量均勻性。D0E之平面圖幾乎與圖ι〇 之doe完全相同,目視幾乎無法發現其差別。因此,省略 了有誤差的DOE平面圖之圖式。 圖12係顯示藉由有級差誤差的平行平板臓,使高斯光 束繞射而投影在像面時的χ軸和y軸上的能量密度之測量結 果之圖形。χ轴上,在x=_25() _〜+25() _時在q Μ〜〇 r』内反復相當程度的增減。與圖叫父軸上的能量密度 測量結果相比,有很大的能量降低,變動幅度亦很大。 ——j μιη〜十)μηι 時, 在〇·8 5〜1 ·〇的範圍内變動,| 作 ^ 籾紊亂很大。與圖11右側的y軸上 的月b里變動相比,可以看到戀彳異 z j文付很不均勻。過去的平行平 板DOE之情況下,有級差誤 失差時,均勻性下降报明顯。比 110623.doc -26- 1297083 較圖9(實施例!)和圖12(比較例】),可以看出本發明之㈣ DOE即使有級差誤差,亦能夠維持像面上的能量均句性。 [實施例2] f=200 mm ; 2φ^> 〇β5χ1 [實施例2(YAGSHG雷射光 mm ;圖 21,22,23,24,25)] 本發明亦可以藉由楔型透明塊與平行平板则的組合來 實現。圖20顯示概略的光學系統。擴展的雷射光2通過平 行平板DOE83和楔型塊84,變成繞射光4,在像面上形成 像Τ。零次光6斜向射出,在像面的斜下方形成零次光ζ。 像面上繞射光和零次光分離。希望藉由楔型塊+平行平板 型均化器DOE,使具有高斯分佈能量、直徑為2φ的YAG第 2同次堦波雷射光在2〇〇 111111遠的像面上形成〇·5 mmxl 的矩形均勻光。所謂的平行平板DOE亦與先前示例中的 DOE不同’能夠在斜射方向形成繞射像。入射雷射光之特 性和實施例1相同。圖2〇係光學系統之簡硌圖。 入射雷射光 波長:532 nm(YAG第2高次諧波雷射光) 光束直梭:(j)2ram(l/e2直徑) 波面··平面(平行光) D0E、塊折射率 n=1 460706 焦點距離(塊·像面之間距離)200 mm 像面強度分佈0.5 mmxl mm(矩形剖面:此處均勻) 圖20顯示DOE、像面、繞射光、零次光。圖20(a)指無級 差σ吳差之情形,沒有零次光。圖20(b)指有級差誤差之情 110623.doc -27- 1297083 形,零次光向斜下方射出。DOE向y方向傾斜。與實施例1 相同,D=2 mm,y方向之模式尺寸為e=l mm。調查L=200 mm j yL=l mm,D=2 mm,L0=3 mm 的臨界條件 (yL+D=L0)下的狀態。 如圖21(a)所示,藉由平行平板DOE83,繞射光的光軸 (RST)斜向上方,零次光的光軸(RSZ)在中心軸線上。像面 上的距離ZT為3mm。若設定ZZST=a,貝J a=tan'1 (3/200) = 0.014999rad=0.85 93 72° 楔型塊84之楔型角設定為Θ。假設從DOE83向α方向射出 的光線射入楔型塊84,形成斜角θ’,貝sinoi=nsin0,其從對 側面(Θ的傾斜)射出時與光軸平行,因此sin©=nsin(©-G*)。 θ,= 0·5883ο = 0·01027。楔型角 Θ=0·0325弧度=1.864度。 若把很小的楔型角Θ附加到楔型塊84上,則在像面上的 零次光和繞射光剛好可以不重疊。光束直徑為2 mm,繞射 光之擴展為1 mm,零次光之邊緣偏移為3 mm時,正好繞 射光的終端成為零次光的始端,實質上沒有重疊的部分。 繞射光和零次光在像面上不重疊。因此不發生繞射光與零 次光的干涉。 與實施例1有相同的關係。 ◎ DOE的設計規格 相位級數:16級 單元格尺寸:5 μιηχ5 μηι 單元格數量:2000單元袼Χ2000單元格 d = 5 μιτι、M=N=2000、DOE有效部分的面積為 1 0 mmx 1 0 110623.doc -28- 1297083 mm。沒有級差誤差之平行平板1)〇£之像素的相位分佈如 圖22所示。同心形的厚度(相位分佈)偏向左側。與圖5不 同’左側產生同心條紋是因為圖21中在上方聚光的緣故。
圖23顯示使用該沒有級差誤差之D〇E,使以的高斯光束 轉換成矩形剖面均句的光束,投影在像面上者。白色部分 為像面上〇. 5 同並且均勻。 mmx 1 mm之範圍。用目視亦可以看出亮度相 能買偏離平均值的值為+2·51%〜_2·75%。 固係测量像
w —丄w犯置,刀、伸I。兵係沒 有級差誤差(設計值)之情形。儘管父方向的光束擴展目標為 〇曰·5 mm,但可以看到在χ軸上的n25〇 _〜+25〇 _之間能 量幾乎完全相同。此外,在y軸上,卜5⑼μιη〜+5⑽卿之 間能量亦幾乎完全相同,在〇·5 _χ1·〇 _的矩形範圍 内,實現了均勻此一目的。 其次,製造有級差等誤差的平行平板D〇E,同樣調查均 勻性。DOE之平面圖與圖22之〇〇£幾乎完全相同,目視幾 乎無法發現其差別。因此,省略了有級差誤差的〇〇Ε之平 面圖之圖式。 使用有級差誤差之DQE,在相同條件下使雷射光的高斯 光束轉換成了矩形均勻光束。像面模式如圖25所示。藉由 目視看不到能量波動’看上去非常均勾。能量波動曰為 +3.22%…3.80% 〇 圖26係顯示藉由有級差誤差的d〇e,使高斯光束繞射投 影在像面時的x軸和y軸上的能量密度之測量結果之圖形f 在X軸上,χ=-250 μιη〜+250 _時,有My 〇左右的小波 n0623.doc •29- 1297083 紋,但是很少。血圖aa 4. /、圓24的X軸上的能量密度測量結果相 比,在相同之處可以丟$丨丨h ^ 肴到犯罝降低,其稍微變大。但是其 係很小的凹陷,並不是因為和零次光的干涉而引起的。圖 26右側y軸上的能量密度在产·500 μηι〜+500哗時,幾乎完 全均勻,紊亂較少。 這w未著藉由本發明之實施例2的D〇E+模型塊的均化器 光學系統即使有製造誤差,勻性的惡化亦很小。如此,
使doe自身擁有楔型物亦可以,或者將平行平板和横 型塊組合在-起亦可。只要利用楔型物向斜方向排除零次 光即可。 【圖示簡單説明】 圖1係利用先前的平行平板細繞射能量密纟為高斯分 佈的雷射光束’以能量均勻的光束照射在像面的均化器光 學系統之簡略構造圖。 ,圖2係用於說明如果D〇E上有級差誤差,則產生零次 f:於零次光和繞射光的干涉,像面上的光量分佈不均 勻,空間上有大幅波動之均化器光學系統之構造圖。 圖3係用於説明利用非平行平板刪,而是利用厚度發 生又化的楔型D〇E ’使雷射光束繞射,在像面上形成均勾 光的本發明之均化器光學系統之簡略構造圖,以及用於說 明在使用本發明之楔型D0Eb,因為零次光以與繞射光八 離的光耘傳迗,所以零次光和繞射光不干涉之光學系 造圖。 、偁 圖4係用於說明本發明之實施例丨中計算楔型物之角度❸ 110623.doc -30- 1297083 之說明圖。 圖5係顯示本發明之實施例1中,設計製造無級差誤差的 DOE之相位分佈之平面圖。1個條紋表示1個波長的相位變 圖6係本發明之實施例1中,藉由設計製造成無級差誤差 之DOE進行繞射,投影在像面上的光束能量密度圖。
圖7係本發明之實施例1中,藉由設計製造成無級差誤差 之DOE繞射的像面上的繞射光束的X軸上的能量密度圖形 和y軸上的能量密度圖形。 圖8係本發明之實施例1中,藉由設計製造成有級差誤差 之doe進行繞射,投影在像面上的光束能量密度圖。 圖9係本發明之實施例1中,藉由設計製造成有級差誤差 之DOE繞射的像面上的繞射光束的X轴上的能量密度圖形 和y軸上的能量密度圖形。 、圖10係顯示沒有級差誤差之先前平行平板型d〇e之相位 刀佈之平面圖。1個條紋表示i個波長的相位變化。 圖11係藉由沒有級差誤差的先前平行平板型D〇E所繞射 的像面上的繞射光束的乂軸上的能量密度圖形和y軸上的能 量密度圖形。 圖12係藉由有級差誤差的先前平行平板型doe所繞射 ::上的繞射光束的x軸上的能量密度圖形和y軸上的能 在度圖形。 H0623.doc 1297083 圖14係用於表示如下疑問之圖示:平行光束射入至使前 後面為Θ傾斜角的楔型分割成厚度以階梯形變化、有平行 頂面之像素單位的玻璃塊時,若只考慮折射,則存在直行 的平行光束,其為零次光吧? 圖B係顯示傾斜角為❸,像素尺寸為d,用決定 相鄰像素之級差,從相鄰像素之制點㈣㈣個光的波 面之圖示。係說明在同-波面中使光程差為〇者稱為零次 光,光程差為波長的m倍者稱為以次光的圖示。 圖16係顯示對應於3個玻璃塊之具有傾斜面、在某一範 圍内形成縮小的能量均句的光之本發明之細的3個功能 之圖示。 ^ 17係表示對應具有傾斜面、在某—範圍内形成縮小的 能量均勻的光之本發明之D0E的3個功能之3個玻璃塊中’ 傾斜面塊原封不動,逆傾斜塊離散為具有變化低於丨個波 長厚度的像素,具有聚光性均勾性的玻璃塊離散為具有變 化低於i個波長厚度的像素者之說明圖。重疊該等,則能 直觀地看到圖5上的對應。 圖18係用於說明儘f在相鄰像素中從對應點㈣的沒有 光私差的光束方向為零次光的中心角φ卜θ〇)之方向,但是 從對應點以外的2點射出的沒有光程差的光束從Φ方向一射 出,Φ的最小值i>min大約為φ〇的一半之圖示。 圖19係用於說明從D〇E中心所看到的繞射光擴展角為丫 犄,因為對於零次光光軸之最小角為θ/2,為了繞射光和 零次光不重疊,必須yL+I)SL0之圖示。 110623.doc -32- 1297083 圖20係利用平行平板]〇〇]£和有楔型的楔型塊的組合,繞 射雷射光束,使零次光和繞射光在像面上不干涉的實施例 2之光學系統構造圖。圖20(a)為沒有級差誤差之情形,不 存在零次光。雖然圖2〇(b)為有級差誤差之情形,存在零次 , 光,但是在像面上與繞射光分離,不干涉。 - 圖21係用於計算成爲平行平板DOE和有楔型之楔型塊之 組合的本發明之實施例2中楔型角度@之說明圖。圖2i(a) φ 顯示藉由平行平板D0E的繞射光方向為斜上方(X。圖21〇3) 顯示在DQE前面放置楔型玻璃塊,使繞射光直行,零次光 斜向、憂向者圖2 Hc)係顯示doe和楔型塊上的光線的變向 之圖。 圖22係顯示本發明之實施例2中,設計製造成無級差誤 差之DOE之相位分佈之平面圖β1個條紋表示i個波長的相 位變化。 圖23係本發明之實施例2中,藉由設計製造成無級差誤 • 差之:〇€^進行繞射,在像面上投影的光束能量密度之圖 示。 • 圖24係本發明之實施例2中,藉由設計製造成無級差誤 , 差之D〇E繞射之在像面上的繞射光束的乂軸上的能量密度 之圖形和y軸上的能量密度之圖形。 圖25係本發明之實施例2中,藉由設計製造成有級差誤 差之DOE進行繞射,投影到像面上的光東能量密度之圖 示0 圖26係本發明之實施例2中,藉由設計製造成有級差誤 110623.doc -33 - 1297083 差之DOE繞射之在像面上的繞射光束的χ轴上的能量密度 之圖形和y軸上的能量密度之圖形。 【主要元件符號説明】 2 入射光
3 均化器DOE 4 22 23 24 32 33 34 52 53 56 54 55 57 58 59 64 83 84
繞射光 像面‘ 入射光 楔型玻璃塊 折射光 入射光 楔型DOE 直行光 上層像素入射光 上層像素射出點 從來自上層像素射出點射出的零次光之方向 下層像素對應入射光 下層像素對應射出點 從下層像素射出點射出的零次光之方向 下層像素非對應入射光 下層像素之非對應射出點 從下層圖元射出點射出的零次光之方向 平行平板型DOE 楔型玻璃塊 110623.doc -34 - 1297083 RST 繞射光光軸 RSZ 零次光 J 能量均勻範圍 G 能量均勻範圍外 K 均勻能量圖形 h 不均勻能量圖形 Θ 楔型玻璃塊和楔型DOE之前面·後面的傾斜角 Θ 楔型玻璃塊的折射角 D 雷射光束直徑 d 像素尺寸 s 楔型DOE之相鄰像素之級差
110623.doc -35-
Claims (1)
1297083 十、申請專利範圍: l 一種使用楔型物之繞射型光束均化器光學系統,其特徵 ?其係具有前面和後面,前面或後面上具有有限的階層 :度,有縱橫排列的像素,使光束繞射,在像面上將能 量轉換成任意分佈的繞射型光束均化器,其中前面和後 面不平行,整體上傾斜有限的角度Θ。 2.如請求項丨之使用楔型物之繞射型光束均化器光學系 統,其中以像素尺寸為d,則賦予相鄰像素高度差的平 均值s為s=dtan0。 3·如請求項丨之使用楔型物之繞射型光束均化器光學系 統,其中射入光束均化器的光束的能量密度為高斯分 佈。 4·如請求項丨之使用楔型物之繞射型光束均化器光學系 統,其中像面上的能量密度為均勻強度分佈。 5.如請求項1之使用楔型物之繞射型光束均化器光學系 統,其中設人射光束的直徑為D,均化器和像面的=離 為L,從均化器中心預定像面的角度為γ,折射率為n, 則前面和後面的傾斜角Θ為Θ2 。 6· -種使用楔型物之繞射型光束均化器光學系統,係配置 卜繞射型光束均化器以及在光束均化器之前側或後侧 ^變光轴角度之元件者,其中該繞射型光束均化器為其 前面和後面平行,前面或後面具有有限的階層厚度,有 縱橫排列的像素,使光束繞射,在像面上把能量^換成 任意分佈者。 110623.doc 1297083 7 ·如請求項6之使用楔型物之繞射型光束均化w / 。為光學系 統,其中改變光軸角度之元件的前面和德而 丨又mj不平行,為 整體傾斜有限角度Θ之平面基板。 ” 8·如請求項6之使 -不q化哭光與系 中射入光束均化器的光束能量密度為高;::、 ::,之使用横型物之繞射型光束均化,二 、中像面上的能量密度為均勻強度分佈。
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