激光塑形装置的制作方法

本发明涉及一种激光塑形装置，尤其涉及一种使用平面镀膜元件即可以对轮廓呈椭圆形且强度分布呈高斯分布的激光光线改变轮廓及强度分布的塑形装置。

背景技术：

1、公知的半导体激光光源请参阅图1及所示，半导体激光光源产生的激光光线于横向电波(transverse electric wave)和横向磁波(transverse magnetic wave)的发散角度不同，因此激光光线的轮廓呈椭圆形，且强度分布呈高斯分布。

2、然而，在激光光线的应用上，通常须要圆形或是具有更对称(symmetrical)轮廓的激光光线以同时覆盖较大的面积。因此，在传统的光学系统中，对于此类非圆对称(non-rotational symmetrical)的半导体激光光源，除使用圆对称(rotational symmetrical)的准直镜获得准直的激光光线外，亦会搭配用于塑形的非圆对称的光学元件(如柱状镜或棱镜)对半导体激光光源产生的光线进行塑形，改变光线的轮廓，以获得覆盖面积较大的圆形或是具有更对称轮廓的光线，或是搭配可同时对光线塑形及改变强度分布的非常规光学元件(如绕射光学元件(diffractive optical element))对半导体激光光源产生的光线进行塑形，改变光线的轮廓以及强度分度，以获得圆形或是具有更对称轮廓且强度分布适当的光线。

3、为了能获得圆形或是具有更对称轮廓的光线，传统上的激光塑形装置，有采用两个圆柱透镜(cylinder lens)的装置。然而，采用柱状镜的激光塑形装置容易产生像差或变形，以致塑形后激光光线的准直效果不佳，且圆柱透镜属于非圆对称的光学元件，价格较圆对称元件高，且无法对呈高斯分布的激光光线强度分布进行扁平化(flatten)调整。也就是说，采用此种公知装置，虽可将椭圆形的光线塑形为圆形或具有更对称轮廓的光线，但塑形后的激光光线强度分布仍然呈现高斯分布而无法进行调整。

4、为了能获得圆形或是具有更对称轮廓的光线，传统上的激光塑形装置，另有采用两个棱镜(prisms)的装置。然而，因棱镜属于非圆对称的光学元件，价格较圆对称元件高，且无法对呈高斯分布的激光光线强度分布进行扁平化调整。也就是说，采用此种公知装置，虽可将椭圆形的光线塑形为圆形或具有更对称轮廓的光线，但塑形后的激光光线强度分布仍然呈现高斯分布而无法进行调整。

5、上述公知的激光塑形装置，均无法对呈高斯分布的激光光线强度分布进行调整。

6、因此，为了能获得圆形或是具有更对称轮廓的光线且同时对呈高斯分布的激光光线强度分布进行调整，传统上的激光塑形装置，另有采用绕射光学元件的装置，为能使激光光线能顺利进行绕射，采用此种公知技术的塑形装置必须针对特定的波长进行设计，且绕射光学元件必须采用特别的工艺，价格较高，且发光效能不及前述采用几何光学装置的发光效能。

7、由此可知，采用非圆对称元件的传统激光塑形装置，不仅无法对激光光线的强度分布进行调整，在使用上还需要先校准光轴，且校准后仍存在像差或变形及成本高等问题。而采用非常规光学元件的传统激光塑形装置，虽可对激光光线的强度分布进行调整，但在使用上仍需要先校准光轴，且校准后仍存在像差或变形、发光效能低及成本高等问题。

8、有鉴于此，提供一种可解决上述问题的激光塑形装置，乃为此业界亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种激光塑形装置，使用平面镀膜元件，可有效地降低装置成本，对于尺寸及安装的精度要求低，可避免公知技术存在的像差或变形的问题，且可对激光光线的轮廓进行塑形，更可对呈高斯分布的激光光线强度进行调整而无须针对特定的波长进行设计，更不会因此而降低发光效能。

2、例如本发明应用于微投影显示光学系统中，圆形或是具有更对称轮廓的光线相较于未经塑形的椭圆形光线可达成较大的光线覆盖面积，更因可对呈高斯分布的激光光线强度进行调整而使激光光线均匀的入射均匀光用元件阵列(array)。

3、为达成上述目的，本发明提供一种激光塑形装置，包括：一非圆对称半导体激光光源，用以产生激光光线，该激光光线轮廓呈椭圆形且强度分布呈高斯分布；一准直镜，设置于激光光线前进路径，用以准直激光光线；一塑形装置，由一或多个分光镜以及一反射镜所组成，设置于准直后激光光线通过路径，用以将激光光线塑形，并可针对激光光线的强度分布进行调整。

4、本发明的有益效果在于，本发明的激光塑形装置使用平面镀膜元件取代非圆对称元件或非常规的光学元件进行塑形且可调整激光光线的强度分布，不仅可有效地降低成本，且可避免公知技术存在的像差或变形的问题，甚至不用针对特定的波长进行设计且可保持较高的发光效能。

技术特征：

1.一种激光塑形装置，包含：

2.如权利要求1所述的激光塑形装置，其中该分光镜的穿透率及反射率是渐变的比例设置。

3.一种激光塑形装置，包含：

4.如权利要求3所述的激光塑形装置，其中该分光镜的穿透率及反射率是渐变的比例设置。

5.如权利要求3所述的激光塑形装置，其中准直激光光线分别入射第一分光镜及第二分光镜。

6.如权利要求5所述的激光塑形装置，其中该分光镜的穿透率及反射率是渐变的比例设置。

7.一种激光塑形装置，包含：

8.如权利要求7所述的激光塑形装置，其中该分光镜的穿透率及反射率是渐变的比例设置。

9.如权利要求7所述的激光塑形装置，其中准直激光光线分别入射多个分光镜。

10.如权利要求9所述的激光塑形装置，其中该分光镜的穿透率及反射率是渐变的比例设置。

技术总结
本发明为一种激光塑形装置。激光塑形装置包含非圆对称半导体激光光源、准直镜、塑形装置。由此，可对激光光线的轮廓进行塑形，更可对呈高斯分布的激光光线强度进行调整而无须针对特定的波长进行设计，更不会因此而降低发光效能。另因本发明使用平面镀膜元件，对于尺寸及安装的精度要求低，不仅可有效地降低装置成本且同时避免像差或变形的问题。

技术研发人员：詹胜雄,锺侑达
受保护的技术使用者：芯鼎微(中山)光电半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12