本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種照明系統(tǒng)、照明方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

共振掃描器(resonant scanner)是一種高速的機(jī)械式掃描器。它的工作原理是使一個(gè)反射鏡處于共振轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，從而獲得高達(dá)12kHz的行掃描頻率。如果在一個(gè)共振周期的正反轉(zhuǎn)階段各掃描一行，則可以獲得24kHz的行掃描頻率。

由于共振掃描器的反射鏡處于共振狀態(tài)，因此反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度隨時(shí)間的規(guī)律是滿足正弦分布，也因此視場(chǎng)不同位置處的掃描速度是不一樣的，導(dǎo)致了照明的不均勻。視場(chǎng)邊緣處的掃描速度最慢，照明時(shí)間最長(zhǎng)；視場(chǎng)中心處掃描速度最快，照明時(shí)間最短。

而照明不均勻帶來(lái)的問(wèn)題有：邊緣處照明總量過(guò)長(zhǎng)容易導(dǎo)致樣品的損傷；不同位置處的加工深度不同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種均勻的照明系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種照明系統(tǒng)，包括沿激光光束的傳播方向依次設(shè)置的普克爾斯盒、共振掃描器及透鏡，所述激光光束依次通過(guò)所述普克爾斯盒、共振掃描器后在所述透鏡的焦平面上形成共振掃描；

所述普克爾斯盒可調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，且使得所述焦平面上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)。

在一些實(shí)施例中，還包括電性連接于所述普克爾斯盒的電壓?jiǎn)卧?，通過(guò)控制所述電壓?jiǎn)卧碾妷海詫?shí)現(xiàn)所述焦平面上的光強(qiáng)調(diào)節(jié)。

在一些實(shí)施例中，還包括電性連接于所述電壓?jiǎn)卧纳衔粰C(jī)，所述上位機(jī)用于控制所述電壓?jiǎn)卧碾妷骸?/p>

在一些實(shí)施例中，所述焦平面上的視場(chǎng)最邊緣處的照明光強(qiáng)值最小。

在一些實(shí)施例中，所述常數(shù)為I(x)*t(x)＝constant，其中，x為某視場(chǎng)區(qū)域的位置坐標(biāo)，t為在該位置區(qū)域的激光停留時(shí)間，I為在該位置區(qū)域的激光照明強(qiáng)度，Constant為某個(gè)常數(shù)值。

另外，本發(fā)明還提供了一種照明方法，包括下述步驟：

沿激光光束的傳播方向依次設(shè)置普克爾斯盒、共振掃描器及透鏡；

將所述激光光束依次通過(guò)所述普克爾斯盒、共振掃描器后在所述透鏡的焦平面上形成共振掃描；

控制所述普克爾斯盒的電壓以調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，使得所述焦平面上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)。

在一些實(shí)施例中，所述普克爾斯盒電性連接有電壓?jiǎn)卧?，通過(guò)控制所述電壓?jiǎn)卧碾妷海詫?shí)現(xiàn)所述焦平面上的光強(qiáng)調(diào)節(jié)。

在一些實(shí)施例中，所述電壓?jiǎn)卧娦赃B接于上位機(jī)，所述上位機(jī)用于控制所述電壓?jiǎn)卧碾妷骸?/p>

在一些實(shí)施例中，所述焦平面上的視場(chǎng)最邊緣處的照明光強(qiáng)值最小。

另外，本發(fā)明還提供了一種上述照明系統(tǒng)在顯微成像、激光顯示、激光打印或激光加工中的應(yīng)用。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明提供的照明系統(tǒng)及照明方法，包括沿激光光束的傳播方向依次設(shè)置的普克爾斯盒、共振掃描器及透鏡，所述激光光束依次通過(guò)所述普克爾斯盒、共振掃描器后在所述透鏡的焦平面上形成共振掃描，通過(guò)所述普克爾斯盒調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，使得所述焦平面上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了均勻照明。

本發(fā)明提供的照明系統(tǒng)，能夠提供均勻照明，可應(yīng)用于顯微成像、激光顯示與記錄系統(tǒng)，激光打印，激光加工等技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的照明方法的步驟流程圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的不同視場(chǎng)位置處的光強(qiáng)分布圖。

其中，激光光束1、普克爾斯盒2、電壓?jiǎn)卧?、共振掃描器4、透鏡5、焦平面6。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種照明系統(tǒng)，包括：沿激光光束1的傳播方向依次設(shè)置的普克爾斯盒2、共振掃描器4及透鏡5，所述透鏡5為掃描透鏡或者物鏡，且所述激光光束1依次通過(guò)所述普克爾斯盒2、共振掃描器4后在所述透鏡5的焦平面6上形成共振掃描。

具體地，所述普克爾斯盒2用于調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，且使得所述焦平面6上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)，且所述常數(shù)為I(x)*t(x)＝constant，其中，x為某視場(chǎng)區(qū)域的位置坐標(biāo)，t為在該位置區(qū)域的激光停留時(shí)間，I為在該位置區(qū)域的激光照明強(qiáng)度，Constant為某個(gè)常數(shù)值。

可以理解，本發(fā)明提供的照明系統(tǒng)通過(guò)所述普克爾斯盒2調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，使得所述焦平面6上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了均勻照明。

具體地，上述照明系統(tǒng)還包括電性連接于所述普克爾斯盒2的電壓?jiǎn)卧?，通過(guò)控制所述電壓?jiǎn)卧?的電壓，以實(shí)現(xiàn)所述焦平面上的光強(qiáng)調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，所述電壓?jiǎn)卧?電性連接有的上位機(jī)(圖未示)，所述上位機(jī)用于控制所述電壓?jiǎn)卧?的電壓。

優(yōu)選地，所述焦平面6上的視場(chǎng)最邊緣處的照明光強(qiáng)值最小。可以理解，當(dāng)所述焦平面6上的視場(chǎng)最邊緣處的照明光強(qiáng)值最小時(shí)，解決在視場(chǎng)邊緣處照明總量過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致樣品的損傷問(wèn)題。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種照明方法，包括下述步驟：

步驟S110：沿激光光束1的傳播方向依次設(shè)置普克爾斯盒2、共振掃描器4及透鏡5；

步驟S120：將所述激光光束依次通過(guò)所述普克爾斯盒2、共振掃描器4后在所述透鏡5的焦平面6上形成共振掃描；

步驟S130：控制所述普克爾斯盒2的電壓以調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，使得所述焦平面6上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)。

請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明一實(shí)施例提供的不同視場(chǎng)位置處的光強(qiáng)分布圖，從圖3中可以看出，由于共振掃描器處于共振狀態(tài)，因此掃描反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度隨時(shí)間的規(guī)律是滿足正弦分布，也因此視場(chǎng)不同位置處的照明時(shí)間是不一樣的，導(dǎo)致了照明的不均勻，視場(chǎng)邊緣處的掃描速度最慢，照明時(shí)間最長(zhǎng)；視場(chǎng)中心處掃描速度最快，照明時(shí)間最短。

可以理解，為使得所述焦平面上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)，因此照明光強(qiáng)在不同視場(chǎng)位置也應(yīng)進(jìn)行設(shè)置，也是滿足正弦函數(shù)的規(guī)律，視場(chǎng)靠邊緣處照明強(qiáng)度越短，視場(chǎng)靠中心處照明強(qiáng)度越長(zhǎng)；在焦平面上的視場(chǎng)最邊緣處的照明時(shí)間最長(zhǎng)，激光容易損傷樣品，因此最好在此區(qū)域?qū)⒐鈴?qiáng)值設(shè)置為最小或零。

本發(fā)明提供的照明系統(tǒng)及照明方法，包括沿激光光束1的傳播方向依次設(shè)置的普克爾斯盒2、共振掃描器4及透鏡5，所述激光光束1依次通過(guò)所述普克爾斯盒2、共振掃描器4后在所述透鏡5的焦平面6上形成共振掃描，通過(guò)所述普克爾斯盒2調(diào)節(jié)通過(guò)的激光光強(qiáng)，使得所述焦平面6上的視場(chǎng)中各點(diǎn)處的光強(qiáng)和照明時(shí)間的乘積是一個(gè)常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了均勻照明。

本發(fā)明提供的照明系統(tǒng)，能夠提供均勻照明，可應(yīng)用于顯微成像、激光顯示與記錄系統(tǒng)，激光打印，激光加工等技術(shù)領(lǐng)域。

當(dāng)然本發(fā)明的照明系統(tǒng)還可具有多種變換及改型，并不局限于上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)。總之，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的變換或替代以及改型。