CN114839787A - 一种光学元件、光学模组及光束整形方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学元件、光学模组及光束整形方法，涉及光学技术领域，能够通过对出射光束的切割重排实现光束叠加，使得接收光斑具有预设要求的能量分布。光学元件，包括透射部和反射部，透射部和反射部邻接，透射部包括相对的透射入射面和透射出射面，反射部包括相对的第一反射面和第二反射面，入射光经过光学元件整形出射，其中，入射光中包括过主光轴的部分光束依次透过透射入射面和透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束依次经第一反射面和第二反射面的反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

Description

一种光学元件、光学模组及光束整形方法

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种光学元件、光学模组及光束整形方法。

背景技术

半导体激光器由于具有体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低等优点，目前已经广泛应用于国民经济的各个领域，如医疗以及工业加工等领域。但是，由于针对于不同领域和不同类型的具体应用，对于输出光斑的总体亮度、功率以及光斑能量密度分布要求都各不相同，在一些领域方向的应用中，对于激光器出射光束的光束质量具有较为严格的参数要求或者针对于具体应用的个性化要求。

半导体激光器出射的光束的发散角大，中心位置光束叠加比边缘位置叠加强，这就使得半导体激光器输出的光斑能量密度不均匀，光斑能量呈高斯分布。针对于不同领域对于激光器出射光斑的特定参数要求，对于半导体激光器的输出光斑均匀度、亮度和功率的调控成为当下重要的研究方向之一。

为了解决半导体激光器出射光束的大发散角引起的光斑能量密度分布不均问题，目前可通过在光学元件上设置微结构，实现对半导体激光器出射光束的发散角进行一定程度的控制和调节，但是这种方法对于发散角的调控能力有限，而且在远距离的光斑应用中存在局限性，经过微结构调控后的输出光斑能量分布仍然难以满足相应的应用需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光学元件、光学模组及其光束整形方法，能够通过对出射光束的切割重排实现光束叠加，使得接收光斑具有预设要求的能量分布。

本申请实施例的一方面，提供了一种光学元件，包括透射部和反射部，透射部和反射部邻接，透射部包括相对的透射入射面和透射出射面，反射部包括相对的第一反射面和第二反射面，入射光经过光学元件整形出射，其中，入射光中包括过主光轴的部分光束依次透过透射入射面和透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束依次经第一反射面和第二反射面的反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，反射部环绕透射部设置；或者，反射部包括至少一个子反射部，子反射部邻接于透射部的周侧，当子反射部包括多个，多个子反射部在透射部的周侧间隔设置。

在本申请一种可实现的实施方式中，反射部还包括透入面和透出面，入射光中的另一部分光束由透入面入射，依次经第一反射面和第二反射面的反射后透过透出面出射。

在本申请一种可实现的实施方式中，透射入射面、透射出射面、第一反射面和第二反射面中的至少一个的表面设置有微结构。当反射部还包括透入面和透出面，透入面和/或透出面的表面设置有微结构。

在本申请一种可实现的实施方式中，微结构包括一维方向或二维平面上设置的凹面和/或凸面。

在本申请一种可实现的实施方式中，凹面和/或凸面在一维方向或二维平面上呈规则或不规则排布。

在本申请一种可实现的实施方式中，第一反射面与垂直于主光轴的平面之间具有夹角，第一反射面将入射光反射导向至第二反射面反射后出射。

在本申请一种可实现的实施方式中，透射入射面和/或透射出射面为曲面或平面，第一反射面和/或第二反射面为曲面或平面。当反射部还包括透入面和透出面，透入面和/或透出面为曲面或平面。

在本申请一种可实现的实施方式中，曲面包括凹面或凸面。

在本申请一种可实现的实施方式中，反射部为可透光的光学材料形成的第一实体结构，第一反射面和第二反射面位于第一实体结构的表面，第一反射面将入射光经由第一实体结构的内部反射导向至第二反射面反射。

在本申请一种可实现的实施方式中，当反射部还包括透入面和透出面，透入面和透出面分别位于第一实体结构的表面，入射光由透入面入射第一实体结构内并到达第一反射面，第一反射面将入射光在第一实体结构的内部反射导向至第二反射面反射后，经由透出面由第一实体结构内射出。

在本申请一种可实现的实施方式中，透射部为可透光的光学材料形成的第二实体结构，透射入射面和透射出射面分别位于第二实体结构相对侧的两个表面；或者，透射部为以反射部的内侧面为边界的贯通空腔。

在本申请一种可实现的实施方式中，第一反射面和第二反射面位于以主光轴为中心的同侧；或者，第一反射面和第二反射面位于以主光轴为中心的相对侧，第一反射面将入射光反射导向经过主光轴第二反射面反射后出射。

本申请实施例的另一方面，提供了一种光学模组，包括前述任意一项的光学元件。

在本申请一种可实现的实施方式中，光学模组还包括光源，以及设置于光源出光侧的透镜或透镜组，透镜或透镜组被配置为对光源出射的光束进行整形以形成入射光，入射光入射光学元件后在接收面形成第三能量分布的光斑。

本申请实施例的又一方面，提供了一种光束整形方法，用于对经由前述任意一项的光学元件的光束进行整形出射，或者，用于对经由前述任意一项的光学模组的光束进行整形出射，光束整形方法包括：入射光经透射部的透射入射面或反射部的第一反射面入射光学元件；入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经透射部的透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑；入射光中的另一部分光束经第一反射面反射导向至第二反射面反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑；第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，光学元件的反射部还包括透入面和透出面；入射光中的另一部分光束经第一反射面反射导向至第二反射面反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑包括：入射光中的另一部分光束由透入面入射，经第一反射面反射导向至第二反射面反射后透过透出面出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，光学元件的透射入射面、透射出射面、第一反射面和第二反射面中的至少一个的表面设置有微结构；当反射部还包括透入面和透出面，透入面和/或透出面的表面设置有微结构。入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经透射部的透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑包括：入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经过透射入射面和/或透射出射面的表面的微结构进行光匀化处理后，在接收面形成第一能量分布的光斑；和/或；入射光中的另一部分光束经第一反射面反射导向至第二反射面反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑包括：入射光中的另一部分光束由透入面入射，经第一反射面反射导向至第二反射面反射后透过所述透出面出射，并且经透射入射面、透入面、第一反射面、第二反射面和/或透出面的表面的微结构进行光匀化处理后，出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，在光学元件的入光侧还设置有透镜或透镜组，透镜或透镜组对来自于光源的光束进行整形以形成入射光；入射光经透射部的透射入射面或反射部的第一反射面入射光学元件之前，方法还包括：由光源出射的光束经过透镜或透镜组的整形后出射为入射光。

本申请实施例提供的光学元件，包括透射部和反射部，透射部和反射部邻接，透射部包括相对的透射入射面和透射出射面，反射部包括相对的第一反射面和第二反射面，入射光经过光学元件的整形后出射，其中，入射光中，包括有过主光轴的光束在内的部分光束依次透过透射入射面和透射出射面后，在接收面形成为第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束依次经第一反射面和第二反射面的反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，通过对于透射部和反射部的设置，对入射光进行切割，切割后的入射光分别形成的第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上进行相应的排布、拼接或叠加，即可在接收面上形成第三能量分布的光斑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之一；

图2是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之一；

图3是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之二；

图4是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之三；

图5是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之四；

图6是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之五；

图7是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之六；

图8是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之七；

图9是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之一；

图10是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之二；

图11是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之三；

图12是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之四；

图13是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之二；

图14是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之五；

图15是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之六；

图16是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之七；

图17是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之八；

图18是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之九；

图19是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之三；

图20是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之四；

图21是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之五；

图22是本申请实施例提供的一种光学模组的光路示意图；

图23是本申请实施例提供的一种光束整形方法的流程图之一；

图24是本申请实施例提供的一种光束整形方法的流程图之二。

图标：10-透射部；11-透射入射面；12-透射出射面；20-反射部；201-子反射部；21-第一反射面；22-第二反射面；23-透出面；24-透入面；α-第一反射面与垂直于主光轴的平面之间的夹角；30-光源；40-透镜或透镜组。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，提供了一种光学元件，图1是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之一，如图1所示，光学元件包括透射部10和反射部20，透射部10和反射部20之间邻接，透射部10包括相对的透射入射面11和透射出射面12，反射部20包括相对的第一反射面21和第二反射面22，入射光经过光学元件的整形后出射，其中，入射光中包括过主光轴的光束在内的部分光束依次透过透射入射面11和透射出射面12后在接收面形成第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束依次经第一反射面21和第二反射面22的反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

示例的，图2是本申请实施例提供的一种光学元件的光束切割叠加示意图之一，如图2所示，若希望得到的第三能量分布的光斑是平顶分布型，而光源出射的光束通常为高斯分布，则，通过本申请实施例的光学元件，光源出射的高斯光束入射光学元件，其中，光源出射的一部分光束即图2中用于形成高斯分布的中心位置的光束由光学元件的透射部10通过，具体的，光束依次透过透射入射面11和透射出射面12后在接收面形成高斯分布中心区域的第一能量分布的光斑，光源出射的另一部分光束即图2中用于形成高斯分布的两侧位置的光束由光学元件的反射部20通过，具体的，依次经第一反射面21和第二反射面22的反射，反射过程通过反射部20的位置、参数、面型等设计，能够使得可形成高斯分布中对应形态的光斑经过转移、翻转、镜像、拉伸等变化处理后，出射在接收面形成第二能量分布的光斑，从而，在图2中最右侧可看到，切割重排后，叠加形成的第三能量分布的光斑即呈平顶分布。由于高斯分布光束的光强度中部强而两侧弱，不适用于激光工业的表面加工(熔覆)、部分的激光雷达等相关的应用，在针对于激光美容、激光脱毛等领域，也需要能量分布均匀的光斑，因此，采用上述方式切割重排叠加后获得的平顶分布的第三能量分布的光斑就能够较好的适用于上述各领域应用。

需要说明的是，针对于不同的应用场景，对于光斑形态以及光斑能量分布的要求不同。示例的，在激光雷达或者汽车远光灯应用中，为了避免直射地面的这部分光束或者远射部分的光束能量过高，需要光斑呈不对称的半平顶半高斯能量分布，从而使得半平顶半高斯能量分布中半高斯的边缘处能量较低的光束照射远射位置或地面。如图3所示，可以采用如前所述的切割重排的方式对其中一侧的光斑进行转移、翻转、镜像和拉伸对齐等变化处理，实现将光源出射的高斯分布光束整形为半平顶半高斯能量分布的光斑接收。

又例如，对于一些低成本化的激光雷达发射源，需要提供高斯分离性光束，在中部保留高斯峰顶的部分，可以通过外加扫描反射镜一类的方式，使得在对应该部分光束的区域形成扫描输出场，在两侧形成分离的光束，对应分离的光束的区域用于直射道路两侧，实现对道路外侧实时状况的预判和识别。如图4所示，这种情况下，对光源出射的高斯光束进行切割和重排，使得位于高斯峰顶两侧的部分与高斯峰顶部分分离间隔，形成图4最右侧的两种第三能量分布的光斑形态，两种的区别在于，在重排过程中是否对高斯峰顶两侧的部分进行镜像处理。

再如，在激光雷达应用于雨、雾、雾霾等视线不良的天气状况中时，激光雷达发射源的穿透力不足会导致可探测距离过近，影响探测能力的发挥，这种情况下，需要搭载探测能力更强的应急激光雷达发射源，要提高激光雷达发的探测能力，就需要对高斯分布的光束进行进一步加强，获得塔状叠加双高斯型光斑，或者，对于出射光斑的光强度均匀性要求较高时，需要对平顶分布光斑进行整形以得到中强平顶分布光斑。

如图5所示，对光源出射的高斯光束进行切割和重排，将位于高斯峰顶两侧的部分切割并叠加至高斯峰顶部中心位置，得到的塔状叠加双高斯型光斑，中部通过光束的叠加提高了能量密度，从而能够提高获得的第三能量分布的光斑的穿透力和应用于激光雷达中的探测距离。或者，在应用于工业加工的切割或钻孔时，采用上述方式获得塔状叠加双高斯型的第三能量分布的光斑，采用中部能量密度最强的区域参与切割，切割能力强，能够使得被加工件汽化，两侧能量相对较弱的部分用于对切割位置两侧的材料淬火以改变材质的特性，使得切割后切割面的硬度得到增强。

如图6所示，当光源为平顶分布，或者在前次处理中已经将高斯分布的光束形态调整为平顶分布，则通过对平顶分布光斑的两侧位置进行切割，并以此叠加于平顶分布光斑的中心位置，从而形成所需的中强平顶分布光斑。根据所需的中强平顶分布光斑的中强位置和平顶位置的分布比例和中强位置的强度需求，可以选择如图6中示出的，使平顶分布光斑两侧的光束叠层叠加于中强位置，或者，也可以设置平顶分布光斑两侧的光束并列拼接形成于中强位置形成所需的中强平顶分布光斑。

当用于扫地机器人的扫描探测时，以角空间进行定义分布，需要增强对环境方向的探测距离，而朝向地面的探测距离无需增强，如图7所示，通过对平顶分布光斑的其中一侧位置进行切割，并以此叠加于平顶分布光斑的中心一侧，从而形成所需的台阶平顶分布光斑。

又例如，对于端泵泵浦应用来讲，在平-凹腔、凹-凹腔的谐振腔腔型时，需要泵源光束为高斯分布，能够提高晶体(增益介质)的吸收效率，从而提高泵浦输出的能量强度。而通常半导体激光器的慢轴分布近场接近平顶分布、及近区接近平顶分布，因此，就需要对慢轴方向进行平顶光束转高斯光束后再进行泵浦。如图8所示，光源为平顶分布，通过对平顶分布光斑的两侧位置进行切割，对切割部分的光能量分布进行处理，例如去除顶部平滑部分，然后拼接叠加于平顶分布光斑的中心位置，即得到中心强度较高的高斯分布的光斑。

根据以上的举例说明可知，入射光通过透射部10和反射部20进行切割划分，一部分入射光经过透射部10整形、一部分入射光经过反射部20整形，透射部10和反射部20的结构以及对光束的调整作用不相同，切割入射光的位置和范围也不相同，因此，能够分别对经过的部分入射光进行整形处理后出射，其中经透射部10的这部分入射光至少包括过主光轴的光束，过反射部20的入射光是位于主光轴外围的光束，以经过透射部10的这部分过主光轴的光束为基准，对过反射部20的外围光束进行切割、处理、重排，以与过主光轴的光束进行相互的叠加作用，从而在接收面获得所需的第三能量分布的光斑。

透射部10包括相对的透射入射面11和透射出射面12，光束依次透过透射入射面11和透射出射面12后在接收面形成第一能量分布的光斑，即，透射部10的透射入射面11和透射出射面12用于透过光束，当然，若透射入射面11和/或透射出射面12上还具有其他的结构，则在透过光束的同时还能够实现与结构对应的如折射、准直、汇聚、发散、扩束、匀化等的相应光束整形功能。

反射部20包括相对的第一反射面21和第二反射面22，光束首先经第一反射面21的反射，反射光束导向至第二反射面22，再经过第二反射面22反射，后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，即，反射部20的第一反射面21和第二反射面22用于通过反射对光束的出射方向进行导向，同样的，若反射部20的第一反射面21和/或第二反射面22上还具有其他的结构，则在反射光束的同时还能够实现与结构对应的如折射、准直、汇聚、发散、扩束、匀化等的相应光束整形功能。

需要说明的是，本申请实施例中，第三能量分布的光斑是由第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成，应理解，此处所指的叠加，包括前述的排布、拼接或叠加，其中，叠加也包括接收面上的部分区域的叠加或者整体的叠加等。

本申请实施例提供的光学元件，包括透射部10和反射部20，透射部10和反射部20邻接，透射部10包括相对的透射入射面11和透射出射面12，反射部20包括相对的第一反射面21和第二反射面22，入射光经过光学元件的整形后出射，其中，入射光中，包括有过主光轴的光束在内的部分光束依次透过透射入射面11和透射出射面12后，在接收面形成为第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束依次经第一反射面21和第二反射面22的反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑，通过对于透射部10和反射部20的设置，对入射光进行切割，切割后的入射光分别形成的第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上进行相应的排布、拼接或叠加，即可在接收面上形成第三能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，反射部20环绕透射部10设置；或者，反射部20包括至少一个子反射部，子反射部邻接于透射部10的周侧，当子反射部包括多个，多个子反射部在透射部10的周侧间隔设置。

图9是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之一，如图9所示，在本申请一种可实现的实施方式中，反射部20环绕透射部10设置，即透射部10位于光学元件中心位置，反射部20环绕着透射部10设置在透射部10的外围，当然，图9中示出的是呈圆环形的反射部20完全包围环绕圆形的透射部10的形式，但是，本申请实施例的方案并不限于此，又例如图10是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之二，图10中示出的光学元件，反射部20即为部分环绕的方式环绕透射部10设置。

在以上图9和图10的示例中，透射部10均为圆形，反射部20对称的成环形完全围绕透射部10，或者不对称的部分围绕透射部10，但是本申请实施例仍不限于此，透射部10还可以是其他的形状，图11是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之三，如图11所示，可以为矩形，或者也可以为其他各种所需的不规则图形等，邻接的反射部20为与透射部10相匹配的形状，例如图11中示出的，当透射部10为矩形，完全围绕透射部10的反射部则以矩形环状结构邻接于透射部10。

示例的，反射部20包括至少一个子反射部201，子反射部201邻接于透射部10的周侧，当子反射部201包括多个，多个子反射部201在透射部10的周侧间隔设置。

图12是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之四，如图12所示，反射部20包括三个围绕透射部10周侧设置的子反射部201，在图12中，三个子反射部201之间邻接，或者，根据光斑形态的需要，将子反射部201之间间隔设置。

以图12所示的光学元件为例，包含主光轴光束在内的部分光束经过透射部10后在接收面接收形成第一能量分布的光斑，另一部分光束根据其入射的位置，可以分别经过三个子反射部201中的一个，然后共同在接收面接收形成第二能量分布的光斑，如图12中的三个子反射部201之间相互邻接，接收形成的第二能量分布的光斑通常为连续的光斑，而若三个子反射部201之间为间隔设置，则形成的第二能量分布的光斑可能也为相间隔的。接收面上接收的第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑叠加形成第三能量分布的光斑。反射部20以包括至少一个子反射部201的形式呈现，更便于根据光斑形态的需要，通过光学元件对光束进行各种切割、重排和叠加的多样性和可适应性。

在本申请一种可实现的实施方式中，反射部20还包括透入面24和透出面23，入射光中的另一部分光束由透入面24入射，依次经第一反射面21和第二反射面22的反射后透过透出面23出射。

示例的，图13是本申请实施例提供的一种光学元件的光路示意图之二，如图13所示，反射部20以一实体的结构呈现，包括该实体结构上呈现的透入面24、第一反射面21和第二反射面22，还包括一个透出面23，入射光中经过反射部20的部分光束，首先经过透入面24进入该实体的结构内部，在该实体的结构内部射向第一反射面21，经过第一反射面21的反射导向至第二反射面22，光束在第二反射面22再次反射导向后，透过透出面23由该实体的结构内部出射，并在接收面上接收为第二能量分布的光斑。

又例如，反射部20还可以仅包括单独以实体形态呈现的透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23，第一反射面21位于透入面24的出射一侧，第二反射面22设置在第一反射面21的反射导向方向，透出面23设置在第二反射面22的反射导向方向，在透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23之间可以没有其他实体结构，仅为空气。

在本申请一种可实现的实施方式中，透射入射面11、透射出射面12、第一反射面21和第二反射面22中的至少一个的表面设置有微结构。

图14是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之五，如图14所示，在反射部20的第二反射面22上设置有微结构。经过反射部20的光束，在经第二反射面22反射导向的同时，通过第二反射面22上设置的微结构，还能够对光束进行相应的匀化整形处理。

当反射部20还包括透入面24和透出面23，透入面24和/或透出面23的表面也可以设置有微结构。

图15是本申请实施例提供的一种光学元件的结构示意图之六，如图15所示，在反射部20的透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23均设置有微结构。从而，经过反射部20的光束，在透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23的光路导向过程中，依次在每个微结构处均进行匀化整形，多次匀化整形能够使得出射的光束更为均匀。

再如，还可以设置透射部10的透射入射面11，或者还包括透射出射面12的表面设置微结构，对经过透射部10的光束进行匀化整形，基于此，还可提出多种微结构在光学元件上的呈现形式，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中所述的在光学表面设置的微结构，指的是每一个组成微结构的具体面型或结构的尺寸在毫米级的微结构，而非实现光衍射的纳米级的微结构。本领域技术人员应当知晓，组成微结构的具体面型或结构的尺寸范围对其所能够起的光学作用具有直接的影响，当形成于光学元件上的微结构为毫米级的结构尺寸，在光束经过该光学元件的具有微结构的表面时，微结构对光束起到折射的作用，而当形成于光学元件上的微结构为纳米级的结构尺寸，在光束经过该光学元件的具有微结构的表面时，微结构会使得经过的光束发生衍射。在本申请实施例中提到的微结构，均指的是在毫米级的微结构，对通过光束实现折射的作用。

在本申请一种可实现的实施方式中，微结构包括一维方向或二维平面上设置的凹面和/或凸面。

在光学元件表面设置微结构，以平面透镜或者透射平面为例，微结构的不同面型，能够使得透过的光束实现匀化整形出射，其中，微结构可以为沿某个一维方向设置的凹面、沿某个一维方向设置的凸面，或者为沿某个一维方向设置的凹面与凸面的混合，这种方式，能够呈现对通过光束在一维方向上的匀化处理，或者，微结构还可以包括在二维平面上均布设置的凹面、凸面，或者凹面与凸面的混合，这种方式能够对通过该二维平面的光束实现整体的匀化处理。微结构的凹面和凸面的组合设置方式在本申请实施例中对此不作具体限定，只要能够实现对通过的光束匀化整形即可。

在本申请一种可实现的实施方式中，凹面和/或凸面在一维方向或二维平面上呈规则或不规则排布。

根据上述的分析说明可知，例如，若设置凹面和/或凸面在二维平面上呈不规则排布，则可以理解为通过密布的微结构实现整个设置有该微结构的表面实现整体的出光匀化。当然，若是对于光束匀化具有一些其他特定的要求，还可以设置凹面和/或凸面在二维平面上成某种规律分布，例如是在某区域设置的凹面和/或凸面呈一种结构尺寸或组合形式，在另一区域设置的凹面和/或凸面呈另一种结构尺寸或组合形式，以使透过设置有该微结构的表面的光束经过不同的区域呈现不同的匀化后的状态等。

在本申请一种可实现的实施方式中，参照图13所示，第一反射面21与垂直于主光轴的平面之间具有夹角α，第一反射面21将入射光反射导向至第二反射面22反射后出射。

如图13所示，由于反射部20至少包括第一反射面21和第二反射面22这两个反射结构，需要对光束进行两次的反射导向，其中，过主光轴的部分光束经透射部10出射，另一部分光束需要首先入射第一反射面21，经第一反射面21进行反射导向，因此，第一反射面21与垂直于主光轴的平面之间具有夹角α，如此一来，入射反射部20的光束将能够根据夹角α的具体设置角度以预设的角度入射第一反射面21，第一反射面21将光束反射导向至第二反射面22反射后出射，通过夹角α的角度的设置，以及对应的第一反射面21与第二反射面22的设置位置关系、面型、微结构等的设置，能够满足对光束切割重排的多样性要求。

本申请实施例的光学元件，以反射部20呈回转体的形式围绕透射部10的形态呈现时，光学元件对于光束的切割重排的方式，以光束的导向方向来划分，包含有两种方式，一种是反射部20需要设置为以主光轴为中心对称，经过反射部20的第一反射面21的光束向中心导向，与主光轴交叉后于对侧的第二反射面22导向后出射；另一种是经过反射部20的第一反射面21的光束向外偏折导向，由同侧的第二反射面22反射导向后出射，以下将分别以上述两种情况对照附图进行说明。

在本申请一种可实现的实施方式中，如图8所示，第一反射面21和第二反射面22位于以主光轴为中心的同侧。

如图13所示，经过反射部20的光束，其依次经过的第一反射面21和第二反射面22位于主光轴的同侧，光束经第一反射面21后向远离主光轴的外侧偏折导向，再由第二反射面22接收反射后导出。这种导向方式有利于非对称结构的反射部20的设置，即使仅在透射部10的一个邻侧设置反射部20，由于第一反射面21和第二反射面22设置在同侧，在同侧即可完成依次的反射导向，或者还包括微结构的光束匀化，从而由该侧导向出射为第二能量分布的光斑。

或者，在本申请另一种可实现的实施方式中，如图19所示，第一反射面21和第二反射面22位于以主光轴为中心的相对侧，第一反射面21将入射光反射导向至经过主光轴的第二反射面22反射后出射。

如图19所示，经过反射部20的光束，其依次经过的第一反射面21和第二反射面22位于以主光轴为中心的相对侧，光束经第一反射面21后向主光轴偏折导向，光束经与主光轴交叉后再由对侧的第二反射面22接收反射后导出。这种导向方式应用于需要在接收面获取对称的第三能量分布的光斑的情况，由于切割重排的光束均需要与主光轴交叉才能够准确的有对侧的第二反射面22接收并反射，能够更直观更方便的控制光束的对称性，有利于对称结构的反射部20的设置，而且，需要说明的是，对称结构的反射部20未必均为环绕透射部10的环形结构，也可以为多个子反射部201的形式，其中，多个子反射部201以主光轴为中心呈中心对称而非轴对称，因此，可以根据需要设置特定数量的子反射部201以组成反射部20，只要多个子反射部201之间均以主光轴为中心呈中心对称即可，例如呈正五边形、正六边形排布等。

其中，在本申请一种可实现的实施方式中，透射入射面11和/或透射出射面12为曲面或平面，第一反射面21和/或第二反射面22为曲面或平面。当反射部20还包括透入面24和透出面23，透入面24和/或透出面23为曲面或平面。其中，曲面包括凹面或凸面。

对于形成光学元件的各个表面，包括形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12，还包括形成反射部20的第一反射面21和第二反射面22，或者还包括形成反射部20的透入面24和透出面23，均可以分别根据需要设置为曲面或者平面，其中，曲面包括内凹面或者突出的弧形表面。

示例的，请参照附图，如图14所示，光学元件中形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12、形成反射部20的透入面24、第一反射面21以及透出面23均采用平面，且均未设置微结构，形成反射部20的第二反射面22采用曲面，且在曲面上设置有微结构。如图15所示，光学元件中形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12均采用平面，且均未设置微结构，形成反射部20的第一反射面21、第二反射面22以及透出面23均采用曲面，且均设置有微结构，形成反射部20的透入面24采用平面且设置有微结构。如图16所示，光学元件中形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12、形成反射部20的透入面24、第一反射面21、第二反射面22以及透出面23均采用平面，且均未设置微结构。如图17所示，光学元件中形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12、形成反射部20的第一反射面21和第二反射面22均采用曲面，形成反射部20的透入面24和透出面23为平面，且曲面和平面上均未设置微结构，其中，透射入射面11和透射出射面12为凸出的弧面，第一反射面21和第二反射面22相对于被反射的光束来说为内凹面。如图18所示，光学元件中形成透射部10的透射入射面11、形成反射部20的第一反射面21和第二反射面22均采用平面，形成透射部10的透射出射面12采用曲面，其中，透射入射面11和透射出射面12均设置有微结构，用于对透过透射部10出射的光束进行匀化处理。以上，通过对照附图的多个举例说明了光学元件中形成透射部10的透射入射面11和透射出射面12、形成反射部20的透入面24、第一反射面21、第二反射面22以及透出面23分别的面型设置以及微结构的设置形式，但可列举的实现方式不限于此，此处不再穷举，基于以上的举例，本领域技术人员应当知晓，如何据此通过对于透射部10和反射部20的各个组成面进行的面型设计和微结构设置能够对应实现对相应位置通过的光束进行的整形和导向，从而实现整体光束的切割、重排和叠加，进而在接收面上接收到所需的第三能量分布的光斑。

以上对于光学元件中透射部10和反射部20的各个组成面的面型、微结构的设置的举例和说明，均可适用于前述的反射部20同侧反射和对侧反射的反射形式，在面型等相关设计方面，对两种反射形式不必进行区分，均可适用。以下，以透射部10和反射部20的功能实现所依托的结构的多种体现形式进行分别说明，同样的，结构的多种体现形式也均可是用于反射部20同侧反射和对侧反射的反射形式。

在本申请一种可实现的实施方式中，如图19所示，反射部20为可透光的光学材料形成的第一实体结构，第一反射面21和第二反射面22位于第一实体结构的表面，第一反射面21将入射光经由第一实体结构的内部反射导向至第二反射面22反射。

如图19所示，反射部20整体呈可透光的光学材料填充的第一实体结构，光束在第一实体结构内部直线传播不做整形处理，第一反射面21和第二反射面22作为第一实体结构上的不同表面而存在，光束首先经过透射入射面11或者其他的透射面进入第一实体结构内部后呈夹角照射在第一反射面21上，经第一反射面21的反射导向，在第一实体结构内部导向至第二反射面22，再经过第二反射面22的反射导向后，射出第一实体结构，示例的，用于形成第二能量分布的光斑的光束由第一实体结构射出，可以通过反射部20的透出面23射出，可以是通过透射部10的透射出射面12透出，也可以是第一实体结构上其他的透射表面均可，具体的，本领域技术人员可以根据实际的光路设计进行选择设置。

在本申请一种可实现的实施方式中，当反射部20还包括透入面24和透出面23，透入面24和透出面23分别位于第一实体结构的表面，入射光由透入面24入射第一实体结构内并到达第一反射面21，第一反射面21将入射光在第一实体结构的内部反射导向至第二反射面22反射后，经由透出面23由第一实体结构内射出。

示例的，第一实体结构为一个中空的回转体结构，如图20所示，由中空回转体的第一实体结构的轴截面侧视图，第一实体结构整体呈可透光的光学材料填充结构，入射光中包括过主光轴的部分光束由回转体的中空部分通过并在接收面形成第一能量分布的光斑，入射光中的另一部分光束经过反射部20，首先，光束由与主光轴之间具有夹角的透入面24入射进入第一实体结构内部，第一反射面21和第二反射面22作为第一实体结构上的不同表面而存在，光束在第一实体结构内部传输至第一反射面21，经第一反射面21的反射导向，在第一实体结构内部导向至第二反射面22，再经过第二反射面22的反射导向后，由与主光轴之间具有夹角的透出面23射出第一实体结构，并在接收面上形成第二能量分布的光斑，其中，如图20中的示例，透入面24和透出面23之间不平行，光束经透入面24进入第一实体结构内部和经透出面23射出第一实体结构，经过两次光的折射，能够据此对接收面上接收的第二能量分布的光斑的位置、形状等形态进行调节。

又例如，如图21所示，光学元件也可以不具有实体结构，仅有对应的面型设置于特定位置组成，反射部20并未设置明确的实体结构，组成反射部20的第一反射面21和第二反射面22均为独立设置的反射面，当然，若要对光束进行反射导向，即使是反射面也需要有实际的承载依托，例如一个反射镜结构，与第一实体结构的形式不同的是，非实体结构的反射部20中，对于光束进行多次的反射导向的过程中，光束在空气中传播，直接由第一反射面21导向至第二反射面22后反射出射。

对于图20或图21所示的光学元件来说，透射部10由于只是对光束进行透射，若无需对经过透射部10的光束进行汇聚、扩束、匀化等处理，则可以将反射部20中心的空间作为透射部10，透射入射面11和透射出射面12为非实体结构实现光束的直接透过。

需要说明的是，在透射部10和反射部20的各个表面反射或透射的光束，无论是在光学元件外的空气中传播，还是在光学元件的第一实体结构内部传输，均满足光的直线传播原理，传播过程不对光束的切割、重排、叠加造成影响。

在本申请一种可实现的实施方式中，请再回看图19，透射部10为可透光的光学材料形成的第二实体结构，透射入射面11和透射出射面12分别位于第二实体结构相对侧的两个表面，经过透射部10的光束，首先经过透射入射面11进入第二实体结构内部，在第二实体结构内部传输至透射出射面12，经由透射出射面12由第二实体结构内部穿出后出射。

或者，在本申请另一种可实现的实施方式中，请回看图10或图20，透射部10为以反射部20的内侧面为边界的贯通空腔。该贯通空腔为非实体结构，其侧壁依托于回转结构的反射部20的内侧面而存在。当然，请参照图21，即使反射部20也为非全实体结构，透射部10仍可以贯通的非实体结构实现。

综合以上的示例可知，透射部10可以为第二实体结构，也可以为非实体结构存在，由于透射部10在光路的设计上，仅用于对光束透过，因此，若非需要设计相应的微结构对光束进行匀化，透射部10可以不依托实体结构实现。反射部20可以为第一实体结构，第一反射面21和第二反射面22分别作为第一实体结构的一个表面，光束在经过反射部20时在第一实体结构内部传输，或者反射部20也可以为仅有实体的第一反射面21和第二反射面22通过特定位置关系的设置形成，光束在经过反射部20时在空气中传播。以上各种形式的反射部20和透射部10可根据需要进行分别组合，此处不再赘述。

本申请实施例的另一方面，提供了一种光学模组，包括前述任意一项的光学元件。

图22是本申请实施例提供的一种光学模组的光路示意图，如图22所示，在本申请一种可实现的实施方式中，光学模组还包括光源30，以及设置于光源30出光侧的透镜或透镜组40，透镜或透镜组40被配置为对光源30出射的光束进行整形以形成入射光，入射光入射光学元件后在接收面形成第三能量分布的光斑。

如图22所示，透镜或透镜组40以单个的平凸透镜为例，透镜或透镜组40设置于光源30出光侧，光源30出射的光束入射透镜或透镜组40进行整形，如准直、扩束等，以形成为入射光并入射光学元件，入射光入射光学元件后，经过光学元件对入射光的切割、重排和光斑的叠加，在接收面形成第三能量分布的光斑。本发明实施例可以根据透镜或透镜组的选择，光源与透镜或透镜组之间的距离设置，以及光学元件的设置，实现第三能量分布的光斑形状(例如呈现线光斑、面光斑等)的变化。

其中，透镜或透镜组40不限于图22中示出的单透镜及其面型，还可以为多个不同面型的透镜组成的透镜组，能够实现对光束所需的相应整形效果，得到所需的入射光即可。

需要说明的是，本申请实施例中，无论前述的光学元件对于光束的切割、重排、叠加，还是光学模组中透镜或透镜组40对于光束的整形处理，均可单独在快轴方向或者慢轴方向设置，或者既在快轴方向也在慢轴方向设置。例如，若需要在接收面上接收快轴方向或者慢轴方向的线光斑，则光学元件不在该所需的快轴方向或者慢轴方向设置，即不对该方向的光束进行切割、重排和叠加，而是在另一个方向对应设置实现切割、重排和叠加的光斑形态处理，对于透镜或透镜组40，则在该方向实现准直或其他相应的整形处理。又例如，若需要在接收面上接收的是面光斑(例如圆光斑、椭圆光斑或者方光斑)，则光学元件中的透射部10和反射部20呈回转方向设置，或者分别设置两个光学元件，以分别从快轴方向和慢轴方向实现相应的切割、重排和叠加，而且，对于透镜或透镜组40，也实现快轴方向和慢轴方向对应的准直、汇聚、扩束等相应的整形处理。

本申请实施例的又一方面，提供了一种光束整形方法，图23是本申请实施例提供的一种光束整形方法的流程图之一，光束整形方法包括：

S101、入射光经透射部10的透射入射面11或反射部20的第一反射面21入射光学元件。

S102、入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经透射部10的透射出射面12后在接收面形成第一能量分布的光斑。

S103、入射光中的另一部分光束经第一反射面21反射导向至第二反射面22反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

S104、第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

本申请实施例的光束整形方法，用于通过光学元件对入射的光束进行切割、重排、整形等处理以得到所需光斑形态的第三能量分布光斑。首先，S101、入射光入射光学元件。光学元件包括透射部10和邻接于透射部10的反射部20，入射光经透射部10的透射入射面11或反射部20的第一反射面21入射光学元件中。由于光学元件中相互邻接的透射部10和反射部20的设置，使得入射光学元件的光束实现光斑的切割和重排作用。

S102、入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束，由透射部10的透射入射面11入射光学元件，并经透射部10的透射出射面12射出光学元件，之后在接收面形成第一能量分布的光斑。

S103、入射光中的另一部分光束，由反射部20的第一反射面21入射光学元件，第一反射面21将光束反射导向至第二反射面22，光束再经过第二反射面22反射后由光学元件出射，并在接收面形成第二能量分布的光斑。

S104、第一能量分布的光斑和第二能量分布的光斑在接收面上呈叠加或者部分叠加等方式，共同形成第三能量分布的光斑。

其中，步骤S102和步骤S103为在经过步骤S101后入射光学元件的光束分别的光路走向，步骤S102和步骤S103的步骤顺序不分先后，事实上，步骤S102和步骤S103通常为同时进行，从而得到步骤S104中，切割重排后的光斑叠加得到形成的第三能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，如图13所示，在光学元件的反射部20为实体结构，实体结构上还包括有透入面24和透出面23。

S103、入射光中的另一部分光束经第一反射面21反射导向至第二反射面22反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑包括：

S1031、入射光中的另一部分光束由透入面24入射反射部20，经第一反射面21反射导向至第二反射面22反射后透过透出面23出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

请参照图13所示，光学元件的反射部20为实体结构，在实体结构上还形成有透入面24和透出面23。

入射光中的另一部分光束，首先以预设的夹角通过透入面24入射反射部20内部，在反射部20内部传输并入射第一反射面21，在第一反射面21上经过反射导向至第二反射面22，再经过第二反射面22的反射导向后，透过透出面23出射，并在预设位置的接收面上形成第二能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，参照图14、图15以及图18-图19中的任意一个所示，光学元件的透射入射面11、透射出射面12、透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23中的至少一个的表面设置有微结构。

S102、入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经透射部10的透射出射面12后在接收面形成第一能量分布的光斑包括：

S1021、入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经过透射入射面11和/或透射出射面12的表面的微结构进行光匀化处理后，在接收面形成第一能量分布的光斑。

并且，S103、入射光中的另一部分光束经第一反射面21反射导向至第二反射面22反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑包括：

S1032、入射光中的另一部分光束经第一反射面21反射导向至第二反射面22反射，并且经透射入射面11、第一反射面21和/或第二反射面22的表面的微结构进行光匀化处理后，出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

当光学元件的透射入射面11、透射出射面12、透入面24、第一反射面21、第二反射面22和透出面23中的至少一个的表面设置有微结构时，入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经过透射入射面11和/或透射出射面12的表面的微结构时同时受到光匀化处理，然后在接收面形成第一能量分布的光斑，和/或，入射光中的另一部分光束经透入面24入射、由第一反射面21反射导向至第二反射面22反射后由透出面23出射，并且各个表面的微结构时同时受到光匀化处理，然后出射在接收面形成第二能量分布的光斑。

在本申请一种可实现的实施方式中，如图22所示，在光学元件的入光侧还设置有透镜或透镜组40，透镜或透镜组40对来自于光源30的光束进行整形以形成入射光。

如图24所示，S101、入射光经透射部10的透射入射面11或反射部20的第一反射面21入射光学元件之前，方法还包括：

S100、由光源30出射的光束经过透镜或透镜组40的整形后出射为入射光。

由光源30出射的原始的光束，首先经过透镜或透镜组40的整形处理后作为入射光，例如，在此阶段确定入射光的光阑范围等，然后经整形处理后形成的入射光再入射光学元件进行后续的切割、重排和叠加的光学处理，以在接收面形成所需的第三能量分布的光斑。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种光学元件，其特征在于，包括透射部和反射部，所述透射部和所述反射部邻接，所述透射部包括相对的透射入射面和透射出射面，所述反射部包括相对的第一反射面和第二反射面，入射光经过所述光学元件整形出射，其中，所述入射光中包括过主光轴的部分光束依次透过所述透射入射面和所述透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑，所述入射光中的另一部分光束依次经所述第一反射面和所述第二反射面的反射后出射在所述接收面形成第二能量分布的光斑，所述第一能量分布的光斑和所述第二能量分布的光斑在所述接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述反射部环绕所述透射部设置；或者，所述反射部包括至少一个子反射部，子反射部邻接于所述透射部的周侧，当所述子反射部包括多个，多个所述子反射部在所述透射部的周侧间隔设置。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述反射部还包括透入面和透出面，入射光中的另一部分光束由所述透入面入射，依次经所述第一反射面和所述第二反射面的反射后透过所述透出面出射。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的光学元件，其特征在于，所述透射入射面、所述透射出射面、所述第一反射面和所述第二反射面中的至少一个的表面设置有微结构；当所述反射部还包括透入面和透出面，所述透入面和/或所述透出面的表面设置有微结构。

5.根据权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述微结构包括一维方向或二维平面上设置的凹面和/或凸面。

6.根据权利要求5所述的光学元件，其特征在于，所述凹面和/或所述凸面在一维方向或二维平面上呈规则或不规则排布。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的光学元件，其特征在于，所述第一反射面与垂直于主光轴的平面之间具有夹角，所述第一反射面将入射光反射导向至所述第二反射面反射后出射。

8.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述透射入射面和/或所述透射出射面为曲面或平面，所述第一反射面和/或所述第二反射面为曲面或平面；当所述反射部还包括透入面和透出面，所述透入面和/或所述透出面为曲面或平面。

9.根据权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述曲面包括凹面或凸面。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的光学元件，其特征在于，所述反射部为可透光的光学材料形成的第一实体结构，所述第一反射面和所述第二反射面位于所述第一实体结构的表面，所述第一反射面将入射光经由所述第一实体结构的内部反射导向至所述第二反射面反射。

11.根据权利要求10所述的光学元件，其特征在于，当所述反射部还包括透入面和透出面，所述透入面和所述透出面分别位于所述第一实体结构的表面，入射光由所述透入面入射所述第一实体结构内并到达所述第一反射面，所述第一反射面将入射光在所述第一实体结构的内部反射导向至所述第二反射面反射后，经由所述透出面由所述第一实体结构内射出。

12.根据权利要求10所述的光学元件，其特征在于，所述透射部为可透光的光学材料形成的第二实体结构，所述透射入射面和所述透射出射面分别位于所述第二实体结构相对侧的两个表面；或者，所述透射部为以所述反射部的内侧面为边界的贯通空腔。

13.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面位于以主光轴为中心的同侧；或者，所述第一反射面和所述第二反射面位于以主光轴为中心的相对侧，所述第一反射面将入射光反射导向经过所述主光轴至所述第二反射面反射后出射。

14.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组包括如权利要求1-13任意一项所述的光学元件。

15.根据权利要求14所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括光源，以及设置于所述光源出光侧的透镜或透镜组，所述透镜或透镜组被配置为对所述光源出射的光束进行整形以形成入射光，所述入射光入射所述光学元件后在接收面形成第三能量分布的光斑。

16.一种光束整形方法，用于对经由权利要求1-13任意一项所述的光学元件的光束进行整形出射，或者，用于对经由权利要求14或15所述的光学模组的光束进行整形出射，其特征在于，所述方法包括：

入射光经透射部的透射入射面或反射部的第一反射面入射光学元件；

入射光中包括过主光轴光束在内的部分光束经所述透射部的透射出射面后在接收面形成第一能量分布的光斑；

入射光中的另一部分光束经所述第一反射面反射导向至第二反射面反射后出射在接收面形成第二能量分布的光斑；

所述第一能量分布的光斑和所述第二能量分布的光斑在所述接收面上叠加形成第三能量分布的光斑。

17.根据权利要求16所述的光束整形方法，其特征在于，在光学元件的入光侧还设置有透镜或透镜组，所述透镜或透镜组对来自于光源的光束进行整形以形成入射光；

所述入射光经透射部的透射入射面或反射部的第一反射面入射光学元件之前，所述方法还包括：

由光源出射的光束经过所述透镜或透镜组的整形后出射为入射光。

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