| huangxindong |
2010-10-23 23:05 |
数字微镜在激光光束整型中的应用
20世纪70年代初实现了半导体激光器(Laser Diode，LD)的室温、连续激射后，开创了半导体激光器发展的新时期，大功率激光二极管阵列具有电光转换效率高、体积小、功率大、可靠性高、结构简单，可制成小体积全固化器件等优点，因而在激光照明、泵浦固体激光器或光纤激光器、材料处理、医药、航空航天等领域有着广阔的应用前景。 tjuW+5O
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大功率激光二极管阵列相对于其他同等功率水平的传统激光器有很多突出的优点，但由于其输出光束质量差，影响了它的直接应用，因此大功率激光二极管阵列的光束整形技术成了人们关注的一个热点问题。 :$dGcX}
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激光二极管阵列发出的激光在水平和垂直方向上光束质量相差悬殊，存在像散(束腰位置不一致)。正是由于这两个方向上的光束质量的极不均衡性使得LD应用起来比较困难。而且这样的快慢两个方向上光束质量相差很大的光束无法用一般的光学系统直接改善而达到高功率密度输出。因此，LD要获得更广泛的应用，必须采用光束整形方法，解决光束质量差、功率密度低的问题，满足接收元件(比如光纤、激光晶体)对光斑尺寸、发散角、甚至光强分布的要求后，才能有效地工作。国外自上世纪80年代末期就已经开展了高功率LD阵列的光束整形研究工作，取得了瞩目的成绩并发展了一些理论和方法。我国在这方面的研究却相对较少、起步较晚。 n]6xrsE
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近年来，使用二元光学元件（BOE）进行激光束空间域整形的技术发展很快，并在实际应用中取得了很大的成绩。该技术成功地将椭圆高斯光束变换为均匀圆光束，将半导体激光器的椭圆像散光束准直成整圆并消像散。该方法建立在衍射理论和惠更斯-菲涅耳衍射积分公式基础上，由光学和计算机技术及精细微加工、微电子技术和光刻技术相互交叉而成。 E/Eny 5
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数字微镜器件（DMD）具有衍射效率高、光斑轮廓可调的特点，并能实现传统光学难以完成的微小、阵列、集成及任意波面变换等功能，因此在光束整形方面有着广泛的应用前景。 cC&R~h]|
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在相干光照明下，由于数字微镜器件(DMD)所具有的二维可控微反射镜阵列这种特殊结构及微反镜绕其对角线（即镜转轴）转动来控制图像灰度的工作方式，因此DMD空间调制的时间积分效果类似于一个非周期结构的复杂二维光栅；当DMD用作相干光信息处理系统或相干光成像系统的空间调制器时，其空间调制特性呈现衍射、反射混合性质。 =36vsps=
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DMD在光束整型方面的应用需要解决以下关键问题： `f8{ ^Rau
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1、微镜的锁定问题。DLP构架的DMD系统,即使在表达‘黑’和‘白’时，微镜也不会一直保持在±12度的工作位置，而是每隔一定周期进行一次‘复位运动’，然后再翻转到工作位置。当激光脉冲投射时，微镜往往在‘抖动’过程中。注意，在一些卖DMD开发板所说的“将图像冻住”，并不是指能将微镜锁住。 cQ1oy- paD
2、需要同步信号。 3yZtyXRPn
3、高帧频。 Xe:B*
4、另外，DLP构架DMD系统无法实现图像刷新同步曝光和微镜的精确时序控制。 S-Ryt>G
因此，解决以上问题是DMD在光束整型应用中的关键所在。 Bx j6/a7Xd
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