用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法与流程

本发明涉及一种零级衍射消除方法，更具体的说是涉及一种用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法。

背景技术：

光学衍射元件(doe)被激光照射后会在屏上产生衍射图样，根据预先的设计投影图案。这种图案往往中心有一个亮点，能量很高，如果不消除会严重干扰图案的识别，特别是在人眼安全的场合，限制了图案亮度的提高。

因此现有技术中有专利号为2017107883663，名称为零级衍射可调的激光投影装置的发明专利公开了采用可调零级抑制单元的方式来实现对于零级衍射的消除，同时还进一步公开了可调零级抑制单元为起偏器和检偏器的组合，在抑制的过程中，先通过线偏振器起偏后，以第二零级衍射光束射向半波片装置，随后第二零级衍射光束经半波片旋光作用后，其偏振方向会发生一定程度偏转，并以第三零级衍射光束射向检偏器，第三零级衍射光束的部分能力会被线偏振片吸收，最后以第四零级衍射光束射出可调零级抑制单元，并投射于目标平面的零级衍射光束投射区域，上述现有的投影装置虽然通过可调零级抑制单元来实现对于零级衍射光束的抑制，然而其仅具有抑制作用，并不能够完全消除掉零级衍射光束，如此在投影的过程中还是会存在零级衍射光束，若是图案亮度进一步提高，亮点还是会有可能出现。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够完全消除零级衍射的用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，包括如下步骤：

步骤一，设置激光光源和准直镜以及衍射光学元件，使得激光光源的光通过准直镜后形成光束射入到衍射光学元件内，通过衍射光学元件形成成像光线和中心亮点光线；

步骤二，在衍射光学元件后面设置镜面，使得中心亮点光线与镜面之间的入射角为全反射角。

作为本发明的进一步改进，所述步骤二中的镜面为消除棱镜，具体的镜面设置步骤如下：

步骤二一，将消除棱镜的其中一个镜面作为入射面，另一个镜面作为反射面，使得步骤一中通过衍射光学元件形成的成像光线和中心亮点光线从入射面射入到消除棱镜内，并从反射面射出；

步骤二二，根据成像光线和中心亮点光线的夹角大小调整消除棱镜的放置角度，使得中心亮点光线与反射面之间的入射角达到全反射角，成像光线与反射面之间的入射角小于全反射角。

作为本发明的进一步改进，所述镜面的设置步骤还包括：

步骤二三，在反射面之后再设置一个调整棱镜，该调整棱镜与消除棱镜相同，其中将调整棱镜对应消除棱镜的反射面作为进射面，调整棱镜对应消除棱镜的入射面作为出射面，使得成像光线从进射面射入纠偏调整后从出射面射出。

本发明的有益效果，通过步骤一的设置，便可有效的利用激光光源、准直镜和衍射光学元件的组合作用，使之最后形成成像光线和中心亮点光线输出，之后通过步骤二的设置，便可有效的利用全反射原理，将中心亮点光线进行全反射掉，如此相比现有技术中采用抑制的方式，能够完全有效的将中心亮点光线消除掉，避免出现图案亮度进一步提高，亮点还是会有可能出现的问题。

附图说明

图1为现有技术的激光成像光路示意图；

图2为本发明的方法光路示意图；

图3为本发明的方法进一步优化的光路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至3所示，本实施例的一种用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，包括如下步骤：

步骤一，设置激光光源和准直镜以及衍射光学元件，使得激光光源的光通过准直镜后形成光束射入到衍射光学元件内，通过衍射光学元件形成成像光线和中心亮点光线；

步骤二，在衍射光学元件后面设置镜面，使得中心亮点光线与镜面之间的入射角为全反射角，在使用本实施例的方法的过程中，首先通过步骤一便可获得成像光线和中心亮点光线，之后通过步骤二的设置，利用步骤二所设置的镜面将步骤一中获得的中心亮点光线通过全反射原理反射掉，如此相比于现有技术中采用抑制的方式，可完全消除掉中心亮点光线，避免出现图案亮度进一步提高，亮点还是会有可能出现的问题。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤二中的镜面为消除棱镜，具体的镜面设置步骤如下：

步骤二一，将消除棱镜的其中一个镜面作为入射面，另一个镜面作为反射面，使得步骤一中通过衍射光学元件形成的成像光线和中心亮点光线从入射面射入到消除棱镜内，并从反射面射出；

步骤二二，根据成像光线和中心亮点光线的夹角大小调整消除棱镜的放置角度，使得中心亮点光线与反射面之间的入射角达到全反射角，成像光线与反射面之间的入射角小于全反射，通过上述步骤的设置，便可采用一个棱镜的方式，简单有效的实现对于中心亮点光线的全反射作用，相较于现有技术中的可调零级抑制单元整体结构更为简单。

作为改进的一种具体实施方式，所述镜面的设置步骤还包括：

步骤二三，在反射面之后再设置一个调整棱镜，该调整棱镜与消除棱镜相同，其中将调整棱镜对应消除棱镜的反射面作为进射面，调整棱镜对应消除棱镜的入射面作为出射面，使得成像光线从进射面射入纠偏调整后从出射面射出，由于成像光线经过了消除棱镜，因此出射的成像光线会因为折射而被改变了角度，而且这个角度还和入射角有关，导致图像不仅被偏转，还会被拉长变形。通过上述步骤的设置可以在棱镜的后面倒置放置一个相同的棱镜来补偿光路，这样出射光角度和入射光角度相同，像也不会被拉长变形，有效的解决上述问题。

综上所述，本实施例的方法，通过步骤一至步骤二的设置，便可有效的实现对于产生的中心亮点光线进行全反射作用，如此相比于现有技术中的方式，能够完全的消除中心亮点光线。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，设置激光光源和准直镜以及衍射光学元件，使得激光光源的光通过准直镜后形成光束射入到衍射光学元件内，通过衍射光学元件形成成像光线和中心亮点光线；

步骤二，在衍射光学元件后面设置镜面，使得中心亮点光线与镜面之间的入射角为全反射角。

2.根据权利要求1所述的用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，其特征在于：所述步骤二中的镜面为消除棱镜，具体的镜面设置步骤如下：

步骤二一，将消除棱镜的其中一个镜面作为入射面，另一个镜面作为反射面，使得步骤一中通过衍射光学元件形成的成像光线和中心亮点光线从入射面射入到消除棱镜内，并从反射面射出；

步骤二二，根据成像光线和中心亮点光线的夹角大小调整消除棱镜的放置角度，使得中心亮点光线与反射面之间的入射角达到全反射角，成像光线与反射面之间的入射角小于全反射角。

3.根据权利要求2所述的用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，其特征在于：所述镜面的设置步骤还包括：

步骤二三，在反射面之后再设置一个调整棱镜，该调整棱镜与消除棱镜相同，其中将调整棱镜对应消除棱镜的反射面作为进射面，调整棱镜对应消除棱镜的入射面作为出射面，使得成像光线从进射面射入纠偏调整后从出射面射出。

技术总结
本发明公开了一种用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，包括如下步骤：步骤一，设置激光光源和准直镜以及衍射光学元件，使得激光光源的光通过准直镜后形成光束射入到衍射光学元件内，通过衍射光学元件形成成像光线和中心亮点光线；步骤二，在衍射光学元件后面设置镜面，使得中心亮点光线与镜面之间的入射角为全反射角。本发明的用全反射消除衍射光学元件中心亮点或零级衍射的方法，通过镜面的设置，便可利用全反射原理将中心亮点光线进行全反射后消除掉。

技术研发人员：林家力
受保护的技术使用者：林家力
技术研发日：2021.05.07
技术公布日：2021.07.30