Устройство для фокусировки гауссова пучка в прямоугольник с равномерным распределением интенсивности

.,СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1697 ц 6 02 В 27/44 ИЗОБР ЕН ПИ ТЕЛЬ К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения Научно-технического объединения АН СССР и Самарский авиационный институт им, С. П. Королева (72) М. А. Голуб, Л, Л, Досколович, И, Н, Сисакян, В.А.Сойфер, С.И.Харитонов и В,А.Данилов(56) Авторское свидетельство СССР М 1303977, кл. 6 02 В 27/44, 26.09,84,Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1314291, кл. 6 02 В 5/10, 6 02 В 27/44, 26,09,84.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ГАУССОВА ПУЧКА В ПРЯМОУГОЛЬНИК С РАВНОМЕРНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ИНТЕНСИВНОСТИ(57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в установках, предназначенных для освещения или обработки различного рода изделий пучками сконцентрированного лазерного излучения. Цель изобретения - повышение равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике. Устройство выполнено в виде фазового оптического элемента 1 - пропускающей зонной пластинки с микро- рельефом 2. Приведено соотношение для определения высоты микрорельефа зон пластинки, обеспечивающее повышение авномерности распределения интенсивости в фокусируемом прямоугольнике. 2л.Изобретение относится к оптике и может быть использовано в установках, предназначенных для освещения или обработкиразличного родэ изделий пучками сконцентрированного лазерного излучения. 5Известно устройство для фокусировюоптического излучения в прямоугольник сравномерным рэСпредвлением интенсивности с определенными математическимисоотношениями для определения высо -ы 1 Омикрорельефа для пропускающей пластины.ОднакО Оптический элемент с такиммикрорельефом дает недостаточное качествоо фокусировки и не позволяет получигь 15прямоугольник с равномерным распределением интенсивности,Цель изобретения - повышение равномерности распределения интенсивности яфокусируемом прямоугбльнике, 2 ОНа фиг, 1 представлена схема расположения оптического элемена при фокусировке монохромэтическогО излучения впрямоугольник; на фиг, 2 - поле распределения интенсивности в этом прямоугольнике,Устройство выполнено в виде фазовоГОоптического элемента 1 - отражающй зонной пластики с микрорельефсм, высотаЬ (Ор,. Чр) которого определяегся соотноше- ЗпниемА Ь(ОР,ЧР) = -- - кпсс,; х2 Ссб д Я,сов" д+Ч,ггъЙ 1 его (б,го)О, се- д х(э Ор сов дега - : - "- - Ь Ч ег(Ч уДоя, 2 , О СовО,Г) +ер (1",-) - 2), Где Ор, Чр " декзргОвые кОординйты в плО- скости ОптическоГО элемента 1:Л - длина волны пздзгоще; о;:.инэхрсматического излучения 3;д - угол между о тичес.оа осью .;-О ройства и нормалью к плоскости оптического элемента 1;род(х) фу 1 кр, я р вчач нзимень мему положительному остатку деления х на ОА; гп - заданное целое число; 1 - заданное фокусное расстояние оптического элемента 1;у параметр гзуссовз пучка; хег:(х) ==3 е бт;л о2 б - размер стороны оптического элемента 1,2 а, 2 Ь - заданные размеры сторон фокусируемосо прямоугольника,Микрорельеф на подложке изготавлива ОТ ИЭВЕСТНЫМИ МЕТОДЗМИ, ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВ- ления делается фотоиаблон в соответствии с расчетной формулой (1), Затем методом фотолитографии получают зонированнук) пластинку с требуемым микрорельефом,Устройство работает следуощим образом,Пучок манохроматического света 3 с длиной волны, например л = 0,63 мкм и с гауссовым распределением интенсивности излучения падает пад углом на отражающую зонную пластинку 1 и взаимодействует с ее микрорельефом 2. В силу дифрзкции света на нем происходит интерференционное сложение световых колебаний от отдельных зон микрорельефа. Фазы этих зон согласно уравнению (1) подобраны так. что результатом сложения колебаний является такой волновой фронт, что в приближении геометрич:.;кой оптики лучи направляются в прямоугольник 4 со сторонами 2 а и 2 Ь (э=-Ь=25 О м с,4 и с рзв.:.Омерным распределением интенсивности сфокусированного излучения фиг, 2),Формула изобретения Устройство для фокусировки гзуссова ПУЧКЗ В ПРЯМОУГОЛЬНИК С РЭВНОМЕРНЫМ РЭС" пределениам интенсивности, выполненное :, виде фазового оптического элемента - образующей зонной пластинки с микрорелье. фом, о т л и ч з ю щ е е с я тем, что, с целью ,.Овыаения равномерности распределения интенсивности в фокусируемом прямоугольнике, высота Ь(Ор, Ч) микрорельефа эон пластинки оп,еделяется соотношениемЬ(Ор,Ч 0) = --- гпОдпэ х А 2 ссбд О соз О+Я Х 2 Т а Бегт (О/я) х,а Ор соз д бГ 1 -- + Ь Чр егт (Чг,аЫ,сов д 11697042 оставитель В.Даниловехред М,Моргентал ректор В.Г едактор В,Бугренко Тираж Подписноекаэ 4305иэоб етениям и открытиям пВНИИПИ Государственного комитета по иэобрете113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т СССР город, ул,Гагарина, 10 Производственно-издательский ком инаинат "Патент",А - длина волны падающего монохроматического излучения;0- угол между оптической осью устройства и нормалью к плоскости оптического элемента;воба (х) - функция, равная наименьшему положительному остатку от деления х на вЛ;е - заданное целое число; 1 - заданное фокусное расстояние оптического элемента; а- параметр гауссова пучка; 2 х его х).= - Х е бФ; 5 Н о 2 б - размер стороны оптического элемента; 2 а, 2 Ь - заданные размеры сторон фокусируемого прямоугольника,10