一種反射式艾里環(huán)衍射光柵，呈疊層結(jié)構(gòu)，由下至上依次是基板層（4）、金屬反射膜層（3）、半透半反膜層（2）和增透膜層（1），其中的金屬反射膜層由配對(duì)的兩種不同金屬反射膜（5，6）一一間隔拼合成，呈圓形和同軸環(huán)形方式拼合，半透半反膜層的折射率介于配對(duì)的兩種金屬反射膜層的折射率之間。本光柵通過(guò)改變?nèi)肷涔庹穹拖辔环植紒?lái)提高焦平面光強(qiáng)的均勻度和邊界銳度，應(yīng)用于激光手術(shù)、激光精密加工和激光輻照，對(duì)提高手術(shù)精度，加工精度和輻照均勻度效果十分顯著，解決了多年來(lái)在上述領(lǐng)域未采用配套光柵帶來(lái)的精度和均勻度差的問(wèn)題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光學(xué)元件，具體是可在激光醫(yī)學(xué)，激光加工，激光輻照等領(lǐng)域應(yīng)用的光柵。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中，激光的傳輸未用光柵對(duì)焦點(diǎn)光斑的邊界銳度和分布均勻度進(jìn)行控制，由于衍射的影響，激光在傳輸過(guò)程中光斑的分布會(huì)發(fā)生變化。即使邊界銳度相對(duì)高、且分布較均勻的激光，傳輸一段距離后，其銳度和均勻度都會(huì)變差，尤其是聚焦到焦點(diǎn)的光斑，這種情況更明顯。為了克服這個(gè)問(wèn)題，在激光器的發(fā)射端設(shè)置一種光強(qiáng)反射系數(shù)呈艾里環(huán)分布、在光強(qiáng)為零處的相位有η躍變的艾里環(huán)衍射光柵，可以大幅度提高焦點(diǎn)處光斑的銳度和均勻度。用本艾里環(huán)衍射光柵傳輸?shù)募す膺M(jìn)行激光外科手術(shù)，剖切的精度會(huì)提高， 剖口面會(huì)小而光潔；應(yīng)用于激光精密加工，則金屬的切割與鉆孔精度高，切面光潔；應(yīng)用本光柵，會(huì)使激光輻照更均勻，效果更好。CN101887140公開(kāi)了寬帶全介質(zhì)多層膜反射衍射光柵及其設(shè)計(jì)方法，CN101750650公開(kāi)了多重衍射光柵，CN1523591公開(kāi)了波長(zhǎng)選擇性衍射光柵，在光柵技術(shù)方面，這些專利技術(shù)均對(duì)社會(huì)做出了各自的貢獻(xiàn)，經(jīng)檢索和市場(chǎng)調(diào)查，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)在激光外科手術(shù)、金屬精密加工、和激光輻照領(lǐng)域應(yīng)用的艾里環(huán)衍射光柵的有關(guān)報(bào)導(dǎo)和相關(guān)產(chǎn)品面市。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)出一種反射式艾里環(huán)衍射光柵。解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)措施本反射式艾里環(huán)衍射光柵，呈疊層結(jié)構(gòu)，由下至上依次是基板層、金屬反射膜層、 半透半反膜層和增透膜層，其中的金屬反射膜層由配對(duì)的兩種不同金屬反射膜拼合成，呈圓形和同軸環(huán)形地一一間隔的方式拼合，半透半反膜層的折射率介于配對(duì)的兩種金屬反射膜層的折射率之間。所說(shuō)的金屬反射膜層由金、銀、銅、鋁和鉻中任兩種反射膜拼合成。所說(shuō)的半透半反膜層為氟化鎂層、氯化鎂層或硫化鋅層中的任一種。所說(shuō)的增透膜層為二氧化硅層、磷酸二氫鉀層或二氧化鈦層等中的任一種。本專利技術(shù)的有益效果是本光柵對(duì)基板、金屬反射膜、半透半反膜和增透膜的折射率和對(duì)激光的反射系數(shù)進(jìn)行了合理的選擇和搭配，能夠有效抑制激光傳輸中的衍射效應(yīng)，提高焦平面光強(qiáng)分布的均勻度和邊界銳度，應(yīng)用于外科手術(shù)和金屬加工，均能顯著提高外科手術(shù)的精度和金屬加工的精度，以及輻照的均勻度。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)的疊層結(jié)構(gòu)示意2為金屬反射膜層兩種不同金屬反射膜搭配分布示意圖圖3為同相位激光通過(guò)半透半反膜層后的相位與半徑的關(guān)系4為增透膜層對(duì)激光的透過(guò)率隨半徑變化關(guān)系圖具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖予以詳述參見(jiàn)圖1和圖2，本反射式艾里環(huán)衍射光柵，呈疊層結(jié)構(gòu)，由下至上依次是基板層4、金屬反射膜層3、半透半反膜層2和增透膜層1， 其中的金屬反射膜層3由配對(duì)的兩種不同金屬反射膜5，6—一間隔拼合成，呈圓形和同軸環(huán)形方式拼合，半透半反膜層的折射率介于配對(duì)的兩種金屬反射膜層的折射率之間。所說(shuō)的金屬反射膜層3由金、銀、銅、鋁和鉻中任兩種反射膜拼合成。所說(shuō)的半透半反膜層2為氟化鎂膜層、氯化鎂膜層或硫化鋅膜層中的任一種。所說(shuō)的增透膜層1為二氧化硅膜層、磷酸二氫鉀膜層或二氧化鈦膜層等中的任一種。需說(shuō)明的是反射式艾里環(huán)衍射光柵的基板材料選擇堅(jiān)固、不易變形、對(duì)光的吸收系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低和散熱快的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料。參見(jiàn)圖2，本光柵的金屬反射膜層3可采用如下方式實(shí)現(xiàn)在中心圓形面內(nèi)鍍上一種金屬反射膜，在第一個(gè)環(huán)形面內(nèi)鍍上另一種金屬反射膜，在第二個(gè)環(huán)形面內(nèi)再鍍上與中心圓形面相同的金屬反射膜，以此類推，一一間隔，最終是在基板上形成兩種金屬反射膜交替排列的多級(jí)的圓形區(qū)域。環(huán)的多少根據(jù)具體應(yīng)用時(shí)對(duì)光強(qiáng)銳度和均勻度的要求確定。環(huán)數(shù)越多，焦平面處光強(qiáng)的銳度和均勻度越高。反射式艾里環(huán)衍射光柵各級(jí)圓或環(huán)的半徑r的值可由下式推導(dǎo)而得權(quán)利要求1.一種反射式艾里環(huán)衍射光柵，呈疊層結(jié)構(gòu)，其特征是由下至上依次是基板層(4)、金屬反射膜層(3)、半透半反膜層(2)和增透膜層(1)，其中的金屬反射膜層由配對(duì)的兩種不同金屬反射膜(5，6)—一間隔拼合成，呈圓形和同軸環(huán)形方式拼合，半透半反膜層的折射率介于配對(duì)的兩種金屬反射膜層的折射率之間。2.如權(quán)利要求1所述的反射式艾里環(huán)衍射光柵，其特征是所說(shuō)的金屬反射膜層(3)由金、銀、銅、鋁和鉻中任兩種金屬反射膜(5，6)拼合成。3.如權(quán)利要求1所述的反射式艾里環(huán)衍射光柵，其特征是所說(shuō)的半透半反膜層(2)為氟化鎂膜層、氯化鎂膜層或硫化鋅膜層中的任一種。4.如權(quán)利要求1所述的反射式艾里環(huán)衍射光柵，其特征是所說(shuō)的增透膜層(1)為二氧化硅膜層、磷酸二氫鉀膜層或二氧化鈦膜層等中的任一種。全文摘要一種反射式艾里環(huán)衍射光柵，呈疊層結(jié)構(gòu)，由下至上依次是基板層(4)、金屬反射膜層(3)、半透半反膜層(2)和增透膜層(1)，其中的金屬反射膜層由配對(duì)的兩種不同金屬反射膜(5，6)一一間隔拼合成，呈圓形和同軸環(huán)形方式拼合，半透半反膜層的折射率介于配對(duì)的兩種金屬反射膜層的折射率之間。本光柵通過(guò)改變?nèi)肷涔庹穹拖辔环植紒?lái)提高焦平面光強(qiáng)的均勻度和邊界銳度，應(yīng)用于激光手術(shù)、激光精密加工和激光輻照，對(duì)提高手術(shù)精度，加工精度和輻照均勻度效果十分顯著，解決了多年來(lái)在上述領(lǐng)域未采用配套光柵帶來(lái)的精度和均勻度差的問(wèn)題。文檔編號(hào)G02B5/18GK102540303SQ20121005615公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日專利技術(shù)者儲(chǔ)修祥, 陳瑞品 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：儲(chǔ)修祥，陳瑞品，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江農(nóng)林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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