生成微透镜阵列的方法、匀光性调控光学器件和装置、处理器及介质与流程

本申请涉及光学，更具体地涉及用于生成微透镜阵列的方法、用于匀光性调控的光学器件和装置、处理器及介质。

背景技术：

1、激光是一种亮度高、方向性好，单色性好，容易产生干涉的光源，自发明之后就在很多领域得到了广泛的应用，例如激光加工、光谱分析、光纤通信、可控核聚变等。但激光的干涉在一些应用方面会带来不利的影响，例如在投影显示中，当激光作为照明光源照射到投影屏幕时，由于屏幕表面粗糙以及激光的干涉，会产生严重的散斑现象，影响显示分辨率。在光学干涉检测系统中，由于光学元件的缺陷(灰尘、气泡等)会产生噪声，进而在干涉图像里形成寄生条纹，影响图像的质量和测量的精度。因此，减弱甚至消除激光的干涉对于相关应用十分必要。

2、已经提出了若干光均匀化的技术方案，但是现有的方案都无法在光均匀化的同时提供光束发散角可控性，因此无法适用于具有特定发散角要求的情况。

技术实现思路

1、本申请的目的正是在于提供这样一种用于生成微透镜阵列的方法，其能够通过设置微透镜单元的分布密度和曲率半径来影响微透镜面型，由此允许对光束透过微透镜阵列的发散角进行调整和控制，并且所生成的微透镜阵列可以用于对激光进行匀光性调控。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于生成微透镜阵列的方法，该方法包括以下步骤：根据微透镜单元的分布密度和微透镜阵列的尺寸确定所述微透镜单元的数量，并且在一平面区域上生成所述数量的随机点；以每个随机点作为每个微透镜单元的特征点，在所述平面区域中生成每个微透镜单元的多边形边界，其中相邻的微透镜单元紧密贴合；以及在相应微透镜单元的多边形内形成具有曲率半径的微透镜单元，从而生成所述微透镜阵列。

3、较佳地，所述方法还包括：检测光束透过所述微透镜阵列的发散角是否满足第一预设范围；当所述发散角不满足所述第一预设范围时，调整所述加工参数中的分布密度和/或曲率半径，以使得所述发散角满足所述第一预设范围。

4、较佳地，所述发散角可由所述微透镜阵列的表面均方根粗糙度来表征，其中检测所述发散角是否满足第一预设范围能够通过测量所述表面均方根粗糙度是否满足第二预设范围来确定。

5、较佳地，生成每个微透镜单元的多边形边界包括：将相邻特征点两两相连，以得到相邻特征点之间的连线；以及根据垂直于该连线且过该连线的中点的直线段确定相邻微透镜单元的边界。

6、较佳地，所述边界为n边形，3≤n。

7、根据本发明的第二方面，提供一种用于匀光性调控的光学器件。所述光学器件包括透明衬底以及采用上述方法生成的微透镜阵列，其位于透明衬底上。

8、较佳地，所述微透镜单元的分布密度在50个/mm2至2000个/mm2的范围内。

9、较佳地，所述微透镜单元的曲率半径在0.1mm至10mm的范围内。

10、较佳地，光束透过所述微透镜阵列的发散角介于40°与0.1°之间。

11、较佳地，所述微透镜阵列的表面均方根粗糙度介于14.7μm与8.1*10-3μm之间。

12、根据本发明的第三方面，提供了一种用于匀光性调控的装置。所述装置包括：激光器，用于输出光束；匀光性调控模块，所述匀光性调控模块包括：上述光学器件，放置在所述激光器的光路上；和驱动装置，用于驱动所述光学器件在垂直于光束传播方向的平面上进行周期性运动；双孔板，用于接收从所述光学器件透射的光束；传感器，用于采集来自所述双孔板的干涉条纹；以及计算设备，通信地连接至所述驱动装置和所述传感器。

13、较佳地，所述驱动装置包括：运动机构，用于产生所述周期性运动；运动驱动器，用于驱动所述运动机构；以及运动控制器，用于控制所述运动驱动器。

14、较佳地，所述运动机构包括步进电机、伺服电机或多轴线性位移台。

15、根据本发明的第四方面，提供了一种用于执行如前所述的方法的处理器。

16、根据本发明的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前所述的方法。

17、通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。

技术特征：

1.一种用于生成微透镜阵列的方法，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发散角可由所述微透镜阵列的表面均方根粗糙度来表征，其中检测所述发散角是否满足第一预设范围能够通过测量所述表面均方根粗糙度是否满足第二预设范围来确定。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成每个微透镜单元的多边形边界包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述边界为n边形，3≤n。

6.一种用于匀光性调控的光学器件，包括：

7.如权利要求6所述的光学器件，其特征在于，所述微透镜单元的分布密度在50个/mm2至2000个/mm2的范围内。

8.如权利要求6所述的光学器件，其特征在于，所述微透镜单元的曲率半径在0.1mm至10mm的范围内。

9.如权利要求6所述的光学器件，其特征在于，光束透过所述微透镜阵列的发散角介于40°与0.1°之间。

10.如权利要求9所述的光学器件，其特征在于，所述微透镜阵列的表面均方根粗糙度介于14.7μm与8.1*10-3μm之间。

11.一种用于匀光性调控的装置，包括：

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述运动机构包括步进电机、伺服电机或多轴线性位移台。

14.一种用于执行如权利要求1至5中任一项所述的方法的处理器。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结本申请涉及生成微透镜阵列的方法、匀光性调控光学器件和装置、处理器和介质。该方法包括以下步骤：根据微透镜单元的分布密度和微透镜阵列的尺寸确定微透镜单元的数量，并且在一平面区域上生成数量的随机点；以每个随机点作为每个微透镜单元的特征点，在平面区域中生成每个微透镜单元的多边形边界，其中相邻的微透镜单元紧密贴合；以及在相应微透镜单元的多边形内形成具有曲率半径的微透镜单元，从而生成微透镜阵列。技术研发人员：李雪强,步扬,吴芳,袁丰华受保护的技术使用者：张江国家实验室技术研发日：技术公布日：2024/5/27