CN110543090A - 一种光学加工系统及光学加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学加工系统及光学加工方法，光学加工系统的光加工模块和离轴透射式数字全息模块中包括共路设置的共路模块，该共路模块将光加工模块和离轴透射式数字全息模块有机结合为一个全新的光学加工系统，使得该系统在实现对待加工对象的光学加工功能的基础上，同时能够获取表征待加工对象的三维结构信息的数字全息图，以使技术人员可以根据待加工对象的三维结构信息实现更加精细的加工过程。相较于传统的光学加工系统只能将待加工对象在加工完成后，拿到成像系统中进行成像的“离线”过程，本申请提供的系统可以实现在光加工的同时，利用离轴透射式数字全息模块进行待加工对象的实时三维结构信息获取的“实时、在线反馈”的目的。

Description

一种光学加工系统及光学加工方法

技术领域

本申请涉及光学加工技术领域，更具体地说，涉及一种光学加工系统及 光学加工方法。

背景技术

光学加工系统是指利用特定波长的光线作为加工光束对待加工对象进行 三维结构加工的系统。

经由光学加工系统加工后的待加工对象成为具有特定结构的微结构，可 用于生物体器件的微组织生长等。

现有技术中的光学加工系统均只能实现对待加工对象的光加工过程，却 无法实现加工过程中对于待加工对象的加工过程的监测，即无法获悉在微结 构加工过程中待加工对象的实时表面形态，使得技术人员无法利用光学加工 系统实现精细的微结构加工。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种光学加工系统及光学加工方法， 以在对待加工对象进行光学加工的同时，实现获取待加工对象的三维结构信 息的目的，使得技术人员可以在对待加工对象进行光学加工的同时，获悉待 加工对象在加工过程中的实时三维结构信息，使得技术人员可以根据待加工 对象的三维结构信息实现更加精细的加工过程。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种光学加工系统，包括：光加工模块、离轴透射式数字全息模块和数 字全息图记录器件；其中，

所述光加工模块和离轴透射式数字全息模块包括共路设置的共路模块；

位于所述光加工模块中的所述共路模块，用于对紫外加工光束进行收集 和准直处理后向待加工对象传输，以对所述待加工对象进行光学加工；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述共路模块，用于对第一光束 进行准直处理后向所述待加工对象传输，以使所述第一光束经过所述待加工 对象后成为携带待加工对象信息的物光；

所述数字全息图记录器件，用于根据所述物光和所述离轴透射式数字全 息模块提供的参考光记录所述待加工对象的数字全息图，所述数字全息图用 于表征所述待加工对象的三维结构信息；

其中，所述参考光和所述第一光束为相干光。

可选地，所述共路模块包括：第一分光棱镜、4F系统和第一物镜；其中， 位于所述光加工模块中的所述第一分光棱镜，用于透射所述紫外加工光 束；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述第一分光棱镜，用于反射所 述第一光束；

位于所述光加工模块中的所述4F系统，用于对所述紫外加工光束进行收 集和准直处理；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述4F系统，用于对所述第一光 束进行准直处理；

位于所述光加工模块中的所述第一物镜，用于获取所述紫外加工光束并 向所述待加工对象传输；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述第一物镜，用于配合所述离 轴透射式数字全息模块中的第二物镜构成共聚焦物镜组，以对所述待加工对 象进行放大。

可选地，所述离轴透射式数字全息模块还包括：由第一反射镜、滤光片 和所述第二物镜构成的紫外光阻断单元；

所述第一反射镜用于将共路传播的紫外加工光束和物光向所述滤光片反 射；

所述滤光片用于滤除与所述物光共路传播的紫外加工光束，以使携带有 待加工对象信息的物光通过。

可选地，所述4F单元包括：

相对设置的第一透镜和第二透镜。

可选地，所述光加工模块还包括：第一光源单元；

所述第一光源单元包括：第一发光源、第一扩束准直单元、第一光阑、 全内反射棱镜和波前调制器件；

所述第一发光源出射的紫外光束依次经过所述第一扩束准直单元的扩束 准直处理和第一光阑的光束调节处理后进入所述全内反射棱镜中，并在所述 全内反射棱镜中多次反射后向所述波前调制器件出射，所述波前调制器件用 于对入射的紫外光束进行波前调制后形成所述紫外加工光束出射。

可选地，所述第一光源单元还包括：位于所述第一光阑与所述全内反射 棱镜之间的第二反射镜；

所述第二反射镜用于将从所述第一光阑出射的紫外光束向所述全内反射 棱镜反射，经过第二反射镜反射的紫外光束在所述全内反射棱镜中多次反射 后向所述波前调制器件出射，以使所述波前调制器件对入射的紫外光束进行 波前调制后形成所述紫外加工光束出射。

可选地，所述离轴透射式数字全息模块还包括：第二光源单元、光束分 束比调节单元和第二分光棱镜；其中，

所述第二光源单元，用于提供第一激光；

所述光束分束比调节单元，用于对所述第一激光进行分束处理形成第一 光束和第二光束，并对所述第一光束和第二光束进行光强分束比调节处理， 以获得所述第一光束和所述参考光；

所述第二分光棱镜，用于将入射的物光和所述参考光共路后向所述数字 全息图记录器件传输。

可选地，所述光束分束比调节单元包括：第一半波片、偏振分光棱镜和 第二半波片；

所述第一半波片用于对所述第一激光进行偏振态调制；

所述偏振分光棱镜，用于对偏振态调制后的第一激光进行分束处理，以 获得向所述共路模块传输的第一光束和向所述第二半波片传输的第二光束；

所述第二半波片，用于对所述第二光束进行偏振态调制，以获得所述参 考光。

可选地，所述第二光源单元包括：第一激光器、第二扩束准直单元和第 二光阑；

所述第一激光器出射的第一激光依次经过所述第二扩束准直单元的扩束 准直处理和第二光阑的光束调节处理后向所述光束分束比调节单元传输。

一种光学加工方法，所述光学加工方法包括：

提供紫外加工光束；

基于离轴透射式数字全息法提供第一光束和参考光；所述第一光束和参 考光为相干光；

对所述紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以利用 所述紫外加工光束对所述待加工对象进行光学加工；

对所述第一光束进行准直处理后，向所述待加工对象传输，以使所述第 一光束成为携带待加工对象信息的物光；

基于离轴透射式数字全息法，根据所述物光和参考光记录所述待加工对 象的数字全息图，所述数字全息图用于表征所述待加工对象的三维结构信息。

可选地，所述基于离轴透射式数字全息法提供第一光束和参考光包括：

提供第一激光；

对所述第一激光进行分束处理形成第一光束和第二光束，并对所述第一 光束和第二光束进行光强分束比调节处理，以获得所述第一光束和所述参考 光；

所述基于离轴透射式数字全息法，根据所述物光和参考光记录所述待加 工对象的数字全息图，所述数字全息图用于表征所述待加工对象的三维结构 信息包括：

滤除与所述物光共路传播的紫外加工光束，以使携带有待加工对象信息 的物光通过；

将所述物光和所述参考光共路，并根据共路的物光和所述参考光记录所 述待加工对象的数字全息图。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种光学加工系统及光 学加工方法，其中，所述光学加工系统由光加工模块、离轴透射式数字全息 模块和数字全息图记录器件构成，所述光加工模块和离轴透射式数字全息模 块中包括共路设置的共路模块，所述共路模块在所述光加工模块中的功能是 对紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以实现利用紫外 加工光束对待加工对象进行光学加工的目的；所述共路模块在所述离轴透射 式数字全息模块中的功能是对第一光束进行准直处理后向所述待加工对象传 输，以获得携带有待加工对象的物光，同时所述数字全息图记录器件根据所 述物光和所述离轴透射式数字全息模块提供的参考光记录所述待加工对象的 数字全息图，从而实现在对待加工对象进行光学加工的同时，获取待加工对 象的实时三维结构信息的目的，使得技术人员可以根据待加工对象的三维结 构信息实现更加精细的加工过程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种光学加工系统的结构示意图；

图2为本申请的另一个实施例提供的一种光学加工系统的结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种光学加工方法的流程示意图；

图4为本申请的另一个实施例提供的一种光学加工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种光学加工系统，如图1所示，包括：光加工模块 100、离轴透射式数字全息模块200和数字全息图记录器件300；其中，

光加工模块100和离轴透射式数字全息模块200包括共路设置的共路模块 20；

位于光加工模块100中的共路模块20，用于对紫外加工光束进行收集和准 直处理后向待加工对象TA传输，以对待加工对象TA进行光学加工；

位于离轴透射式数字全息模块200中的共路模块20，用于对第一光束进行 准直处理后向待加工对象TA传输，以使第一光束经过待加工对象TA后成为携 带待加工对象TA信息的物光；在图1中，还示出了用于承载待加工对象TA的 加工平台400。

数字全息图记录器件300，用于根据物光和离轴透射式数字全息模块200 提供的参考光记录待加工对象TA的数字全息图，数字全息图用于表征待加工 对象TA的三维结构信息；

其中，参考光和第一光束为相干光。

在本实施例中，光加工模块100和离轴透射式数字全息模块200包括共路 设置的共路模块20是指共路模块20即作为光加工模块100的一部分，同时作为 离轴透射式数字全息模块200的一部分，共路模块20将光加工模块100和离轴 透射式数字全息模块200有机结合为一个全新的光学加工系统，使得光学加工 系统在实现对待加工对象TA的光学加工功能的基础上，同时能够获取表征待 加工对象TA的三维结构信息的数字全息图，以使技术人员可以根据待加工对 象TA的三维结构信息实现更加精细的加工过程。相较于传统的光学加工系统 只能将待加工对象TA在加工完成后，拿到成像系统中进行成像的“离线”过 程，本申请实施例提供的光学加工系统可以实现在利用光加工模块100进行光 加工的同时，利用离轴透射式数字全息模块200进行待加工对象TA的实时三维 结构信息获取的“实时、在线反馈”的目的。当然地，本申请并不对光学加 工系统的使用方式进行限定，也可以是在光加工模块100对代加工对象的光加 工过程进行到一定程度后，再利用离轴透射式数字全息模块200获取待加工对 象TA的当前三维结构信息，具体使用方式可以根据实际的需求而定。

具体地，共路模块20在光加工模块100中的作用是对紫外加工光束进行收 集和准直处理后向待加工对象TA传输，以对待加工对象TA进行光学加工。其 中紫外加工光束为光加工模块100中除共路模块20以外的器件提供的光束。

共路模块20在离轴透射式数字全息模块200中的作用是对第一光束进行 准直处理后向待加工对象TA传输，以使第一光束经过待加工对象TA后成为携 带待加工对象TA信息的物光。携带待加工对象TA信息的物光和离轴透射式数 字全息模块200提供的参考光共路传播到数字全息图记录器件300表面之后， 在数字全息图记录器件300靶面形成干涉条纹，该干涉条纹称为全息图，数字 全息图记录器件300将该全息图的光信息转化为电信号，以数字格式储存的逻 辑矩阵，称为数字全息图，该数字全息图表征了待加工对象TA的三维结构信 息。其中，待加工对象TA的三维结构信息可以是包括待加工对象TA的三维形 貌和内部折射率分布的信息。

同样的，提供第一光束和参考光的器件为离轴透射式数字全息模块200中 除共路模块20以外的器件，即共路模块20在离轴透射式数字全息模块200中的 功能并不包括提供第一光束和参考光。

需要注意的是，由于由第一光束形成的物光和参考光需要能够在数字全 息图记录器件300的靶面形成干涉条纹，因此，第一光束和参考光需要为相干 光。可选地，第一光束和参考光可以是由同一光源出射的、具有相同波长、 相位和偏振态的两束激光。

可选地，数字全息图记录器件300可以是电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)，也可以是互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)传感器等具有光信号向电信号转换和记 录功能的器件。

为了更加清楚的说明共路模块20所实现的功能，本申请的一个实施例提 供了一种可行的共路模块20的结构构成，仍然参考图1，共路模块20包括： 第一分光棱镜21、4F系统和第一物镜24；其中，

位于光加工模块100中的第一分光棱镜21，用于透射紫外加工光束；

位于离轴透射式数字全息模块200中的第一分光棱镜21，用于反射第一光 束；

位于光加工模块100中的4F系统，用于对紫外加工光束进行收集和准直处 理；

位于离轴透射式数字全息模块200中的4F系统，用于对第一光束进行准直 处理；

位于光加工模块100中的第一物镜24，用于获取紫外加工光束并向待加工 对象TA传输；

位于离轴透射式数字全息模块200中的第一物镜24，用于配合离轴透射式 数字全息模块200中的第二物镜61构成共聚焦物镜组，以对待加工对象TA进行 放大。

4F系统是一种线性光学信息处理系统，仍然参考图1，其可以由相对设置 的第一透镜22和第二透镜23。其中可选地，第一透镜22的焦距为F，第二透镜 23的焦距也为F，第一透镜22和第二透镜23之间的距离为2F。

4F系统在光加工模块100中对于紫外加工光束的收集和准直处理有利于 增强整个光加工模块100的抗震动性。4F系统在离轴透射式数字全息模块200 中对于第一光束的准直处理有利于强化第一光束和参考光的空间相干性。

正如前文所述，共路模块20在加工模块和离轴透射式数字全息模块200中 的功能并不相同，相应的，第一分光棱镜21、4F系统和第一物镜24在加工模 块和离轴透射式数字全息模块200中的功能也并不相同。

在加工模块中，第一分光棱镜21的功能为透射紫外加工光束，4F系统的 功能为对第一分光棱镜21透射的紫外加工光束进行收集和准直处理，第一物 镜24的功能为获取经过4F系统收集和准直处理后的紫外加工光束，并向待加 工对象TA传输，以实现光加工过程。

在离轴透射式数字全息模块200中，第一分光棱镜21的功能为反射第一光 束，4F系统的功能为对第一分光棱镜21反射的第一光束进行准直处理，第一 物镜24的功能为配合离轴透射式数字全息模块200中的第二物镜61构成共聚 焦物镜组，以实现对待加工对象TA的显微，即对待加工对象TA进行放大。

需要说明的是，在上述实施例中，重点说明了将光加工模块100和离轴透 射式数字全息模块200有机结合在一起的共路模块20在光加工模块100和离轴 透射式数字全息模块200中的具体功能。

下面的一些实施例主要对光加工模块100或离轴透射式数字全息模块200 的其他部件的可行结构进行说明。

具体地，对于光加工模块100而言，参考图1，光加工模块100的紫外加工 光束由第一光源单元10提供；

第一光源单元10的可行结构仍然参考图1，包括：第一发光源11、第一扩 束准直单元12、第一光阑13、全内反射棱镜15和波前调制器件16；

其中，第一发光源11用于出射紫外光束；可选地，紫外光束的波长的可 选取值为365nm，当然地，在本申请的其他实施例中，紫外光束的波长的取值 还可以为255nm或271nm等。

第一扩束准直单元12，用于对第一发光源11出射的紫外光束进行扩束和 准直处理，以使第一发光源11出射的紫外光束由点光源转化为平行光束。第 一扩束准直单元12可以由精密一维平移台、物镜、针孔和汇聚透镜等光学元 件构成。

第一光阑13，用于对扩束和准直处理的紫外光束进行光束调节处理，以 获得合适大小的紫外光束；

从第一光阑13出射的紫外光束进入全内反射棱镜15中，并在全内反射棱 镜15中多次反射后向波前调制器件16出射，波前调制器件16用于对入射的紫 外光束进行波前调制后形成紫外加工光束出射。

波前调制器件16可以为数字微透镜(Digital Micromirror Device，DMD) 或空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)等能够对特定波长的光束进 行波前调制的器件。

全内反射棱镜15的作用是调整紫外光束的照明角度，使得紫外光束以特 定角度照射到波前调制器件16的靶面。

在本申请的另一个实施例中，还提供了另外一种可行的第一光源单元10 的构成，参考图2，第一光源单元10除包括第一发光源11、第一扩束准直单元 12、第一光阑13、全内反射棱镜15和波前调制器件16之外，还包括：

位于第一光阑13与全内反射棱镜15之间的第二反射镜14；

第二反射镜14用于将从第一光阑13出射的紫外光束向全内反射棱镜15 反射，经过第二反射镜14反射的紫外光束在所述全内反射棱镜15中多次反 射后向所述波前调制器件16出射，以使所述波前调制器件16对入射的紫外 光束进行波前调制后形成所述紫外加工光束出射。

第二反射镜14的存在可以提升第一光源单元10的鲁棒性，即在当第一发 光源11、第一扩束准直单元12和第一光阑13的光路搭建过程中出现一些误差 的情况下，仍然可以通过第二反射镜14对于紫外光束的光束整形处理，获得 满足要求的紫外光束向全内反射棱镜15出射。

对于离轴透射式数字全息模块200而言，参考图1，离轴透射式数字全息 模块200中由第二光源单元30、光束分束比调节单元40和第二分光棱镜50等结 构产生第一光束和参考光；其中，

第二光源单元30，用于提供第一激光；可选地，第一激光的波长取值可 以为632.8nm，在本申请的其他实施例中，第一激光的波长取值还可以为其他 值，只要与第一发光源11提供的紫外光束的波长具有明显区别即可，本申请 对此并不做限定，具体视实际情况而定。

第二光源单元30的可行构成仍然可以参考图1，包括：第一激光器31、 第二扩束准直单元32和第二光阑33；

第一激光器31出射的第一激光依次经过第二扩束准直单元32的扩束准 直处理和第二光阑33的光束调节处理后向光束分束比调节单元40传输。同 样的，第二扩束准直单元32可以由精密一维平移台、物镜、针孔和汇聚透镜 等光学元件构成。

同样的，为了增加第二光源单元30的鲁棒性，仍然参考图2，第二光源 单元30还可以包括设置于第二光阑33与光束分束比调节单元40之间的第三 反射镜34，第三反射镜34可以对从第二光阑33出射的第一激光进行光束整 形处理。

光束分束比调节单元40，用于对第一激光进行分束处理形成第一光束和 第二光束，并对所述第一光束和第二光束进行光强分束比调节处理，以获得 第一光束和参考光；光束分束比调节单元40可以实现对分束后的第一激光形 成的两束激光(第一光束和第二光束，这两束激光分别为水平偏振光和垂直 偏振光)的光强调节，从而获得第一光束和参考光。光束分束比调节单元40 的可行构成仍然可以参考图1，包括：第一半波片41、偏振分光棱镜42和第 二半波片43；其中，第一半波片41用于对第一激光进行偏振态调制；偏振分光棱镜42，用于对偏振态调制后的第一激光进行分束处理，以获得向共路模 块20传输的第一光束和向第二半波片43传输的第二光束；第二半波片43， 用于对第二光束进行偏振态调制，以获得参考光。

第二分光棱镜50，用于将入射的物光和参考光共路后向数字全息图记录 器件300传输。

在光路设置过程中，如图1所示，第二分光棱镜50的反射面可以用于向 数字全息图记录器件300反射参考光，第二分光棱镜50的透射面用于透射物 光，以使物光和参考光共路。

为了避免杂散光或紫外加工光束对于数字全息图记录器件300记录数字 全息图过程的影响，数字全息图记录器件300可以是仅对可见光波长敏感的 光电耦合器件，实现仅对物光和参考光形成的干涉条纹的光电转换。也可以 如图1所示，通过设置紫外光阻断单元60实现对紫外加工光束的阻断。

其中，该紫外光阻断单元60由第一反射镜62、滤光片63和第二物镜61 构成，其中，

在紫外光阻断单元60中，第二物镜61除了与第一物镜24构成了共聚焦 物镜组，以实现对待加工对象TA的显微之外，还与第一反射镜62和滤光片 63构成了该紫外光阻断单元60。第二物镜61获取了共路传播的紫外加工光 束和物光之后，向第一反射镜62传输，第一反射镜62将共路传播的紫外加 工光束和物光向滤光片63反射；滤光片63将共路传播的物光和紫外加工光 束中的紫外加工光束滤除，仅使携带有待加工对象TA信息的物光通过。物光 和参考光在第二分光棱镜50处共路向数字全息图记录器件300传输，使得数 字全息图记录器件300可以实现具有数字全息图记录的功能。图1所示的实 施例提供了一种可行的紫外光阻断单元60的设置方式，在本申请的一些可选 实施例中，滤光片63还可以设置于第二分光棱镜50和数字全息图记录器件 300之间。本申请对滤光片63的具体设置位置并不做限定，具体视实际情况 而定。

下面对本申请实施例提供的光学加工方法进行描述，下文描述的光学加 工方法可与上文描述的光学加工系统相互对应参照。

相应的，本申请实施例提供了一种光学加工方法，如图3所示，包括：

S101：提供紫外加工光束；

S102：基于离轴透射式数字全息法提供第一光束和参考光；第一光束和 参考光为相干光；

S103：对紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以利 用紫外加工光束对待加工对象进行光学加工；

S104：对第一光束进行准直处理后，向待加工对象传输，以使第一光束 成为携带待加工对象信息的物光；

S105：基于离轴透射式数字全息法，根据物光和参考光记录待加工对象 的数字全息图，数字全息图用于表征待加工对象的三维结构信息。

在本实施例提供的光学加工方法中，步骤S103和步骤S104由共路设置 的同一器件模块实施，实现离轴透射式数字全息法和紫外光加工方法的有机 结合。

参考图4，图4所示的实施例提供了一种更为具体地的光学加工方法的可 行实施流程，包括：

S201：提供紫外加工光束；

S202：提供第一激光；

S203：对第一激光进行分束处理形成第一光束和第二光束，并对所述第 一光束和第二光束进行光强分束比调节处理，以获得第一光束和参考光；第 一光束和参考光为相干光；

S204：对紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以利 用紫外加工光束对待加工对象进行光学加工；

S205：对第一光束进行准直处理后，向待加工对象传输，以使第一光束 成为携带待加工对象信息的物光；

S206：滤除与物光共路传播的紫外加工光束，以使携带有待加工对象信 息的物光通过；

S207：将物光和参考光共路，并根据共路的物光和参考光记录待加工对 象的数字全息图，数字全息图用于表征待加工对象的三维结构信息。

在本实施例中，第一光束和参考光为由同一束激光(第一激光)进行分 束和光强调节处理获得的相干光，具有相同波长、相位和偏振态。

在步骤S206中，滤除与物光共路传播的紫外加工光束的目的是避免紫外 加工光束对物光和参考光形成的数字全息图的干扰。滤除紫外加工光束的器 件可以设置在紫外加工光束经过设置待加工对象的加工平台后的光路上。

综上所述，本申请实施例提供了一种光学加工系统及光学加工方法，其 中，光学加工系统由光加工模块、离轴透射式数字全息模块和数字全息图记 录器件构成，光加工模块和离轴透射式数字全息模块中包括共路设置的共路 模块，共路模块在光加工模块中的功能是对紫外加工光束进行收集和准直处 理后向待加工对象传输，以实现利用紫外加工光束对待加工对象进行光学加 工的目的；共路模块在离轴透射式数字全息模块中的功能是对第一光束进行 准直处理后向待加工对象传输，以获得携带有待加工对象的物光，同时数字 全息图记录器件根据物光和离轴透射式数字全息模块提供的参考光记录待加 工对象的数字全息图，从而实现在对待加工对象进行光学加工的同时，获取 待加工对象的实时三维结构信息的目的，使得技术人员可以根据待加工对象 的三维结构信息实现更加精细的加工过程。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种光学加工系统，其特征在于，包括：光加工模块、离轴透射式数字全息模块和数字全息图记录器件；其中，

所述光加工模块和离轴透射式数字全息模块包括共路设置的共路模块；

位于所述光加工模块中的所述共路模块，用于对紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以对所述待加工对象进行光学加工；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述共路模块，用于对第一光束进行准直处理后向所述待加工对象传输，以使所述第一光束经过所述待加工对象后成为携带待加工对象信息的物光；

所述数字全息图记录器件，用于根据所述物光和所述离轴透射式数字全息模块提供的参考光记录所述待加工对象的数字全息图，所述数字全息图用于表征所述待加工对象的三维结构信息；

其中，所述参考光和所述第一光束为相干光。

2.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于，所述共路模块包括：第一分光棱镜、4F系统和第一物镜；其中，

位于所述光加工模块中的所述第一分光棱镜，用于透射所述紫外加工光束；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述第一分光棱镜，用于反射所述第一光束；

位于所述光加工模块中的所述4F系统，用于对所述紫外加工光束进行收集和准直处理；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述4F系统，用于对所述第一光束进行准直处理；

位于所述光加工模块中的所述第一物镜，用于获取所述紫外加工光束并向所述待加工对象传输；

位于所述离轴透射式数字全息模块中的所述第一物镜，用于配合所述离轴透射式数字全息模块中的第二物镜构成共聚焦物镜组，以对所述待加工对象进行放大。

3.根据权利要求2所述的光学加工系统，其特征在于，所述离轴透射式数字全息模块还包括：由第一反射镜、滤光片和所述第二物镜构成的紫外光阻断单元；

所述第一反射镜用于将共路传播的紫外加工光束和物光向所述滤光片反射；

所述滤光片用于滤除与所述物光共路传播的紫外加工光束，以使携带有待加工对象信息的物光通过。

4.根据权利要求2所述的光学加工系统，其特征在于，所述4F单元包括：

相对设置的第一透镜和第二透镜。

5.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于，所述光加工模块还包括：第一光源单元；

所述第一光源单元包括：第一发光源、第一扩束准直单元、第一光阑、全内反射棱镜和波前调制器件；

所述第一发光源出射的紫外光束依次经过所述第一扩束准直单元的扩束准直处理和第一光阑的光束调节处理后进入所述全内反射棱镜中，并在所述全内反射棱镜中多次反射后向所述波前调制器件出射，所述波前调制器件用于对入射的紫外光束进行波前调制后形成所述紫外加工光束出射。

6.根据权利要求5所述的光学加工系统，其特征在于，所述第一光源单元还包括：位于所述第一光阑与所述全内反射棱镜之间的第二反射镜；

所述第二反射镜用于将从所述第一光阑出射的紫外光束向所述全内反射棱镜反射，经过第二反射镜反射的紫外光束在所述全内反射棱镜中多次反射后向所述波前调制器件出射，以使所述波前调制器件对入射的紫外光束进行波前调制后形成所述紫外加工光束出射。

7.根据权利要求1所述的光学加工系统，其特征在于，所述离轴透射式数字全息模块还包括：第二光源单元、光束分束比调节单元和第二分光棱镜；其中，

所述第二光源单元，用于提供第一激光；

所述光束分束比调节单元，用于对所述第一激光进行分束处理形成第一光束和第二光束，并对所述第一光束和第二光束进行光强分束比调节处理，以获得所述第一光束和所述参考光；

所述第二分光棱镜，用于将入射的物光和所述参考光共路后向所述数字全息图记录器件传输。

8.根据权利要求7所述的光学加工系统，其特征在于，所述光束分束比调节单元包括：第一半波片、偏振分光棱镜和第二半波片；

所述第一半波片用于对所述第一激光进行偏振态调制；

所述偏振分光棱镜，用于对偏振态调制后的第一激光进行分束处理，以获得向所述共路模块传输的第一光束和向所述第二半波片传输的第二光束；

所述第二半波片，用于对所述第二光束进行偏振态调制，以获得所述参考光。

9.根据权利要求7所述的光学加工系统，其特征在于，所述第二光源单元包括：第一激光器、第二扩束准直单元和第二光阑；

所述第一激光器出射的第一激光依次经过所述第二扩束准直单元的扩束准直处理和第二光阑的光束调节处理后向所述光束分束比调节单元传输。

10.一种光学加工方法，其特征在于，所述光学加工方法包括：

提供紫外加工光束；

基于离轴透射式数字全息法提供第一光束和参考光；所述第一光束和参考光为相干光；

对所述紫外加工光束进行收集和准直处理后向待加工对象传输，以利用所述紫外加工光束对所述待加工对象进行光学加工；

对所述第一光束进行准直处理后，向所述待加工对象传输，以使所述第一光束成为携带待加工对象信息的物光；

基于离轴透射式数字全息法，根据所述物光和参考光记录所述待加工对象的数字全息图，所述数字全息图用于表征所述待加工对象的三维结构信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于离轴透射式数字全息法提供第一光束和参考光包括：

提供第一激光；

对所述第一激光进行分束处理形成第一光束和第二光束，并对所述第一光束和第二光束进行光强分束比调节处理，以获得所述第一光束和所述参考光；

所述基于离轴透射式数字全息法，根据所述物光和参考光记录所述待加工对象的数字全息图，所述数字全息图用于表征所述待加工对象的三维结构信息包括：

滤除与所述物光共路传播的紫外加工光束，以使携带有待加工对象信息的物光通过；

将所述物光和所述参考光共路，并根据共路的物光和所述参考光记录所述待加工对象的数字全息图。