DE10322806B4

DE10322806B4 - Optische Anordnung zur Homogenisierung eines zumindest teilweise kohärenten Lichtfeldes

Info

Publication number: DE10322806B4
Application number: DE10322806A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Steiner; Hans-Jürgen DOBSCHAL; Klaus Rudolf; Robert Dr. Brunner; Jörg Dr. Bischoff; Stefan Dr. Traeger; Richard Prof. Kowarschik; Friedrich Dr. Zöllner; Maxim Dr. Darscht; Peter Eckardt
Original assignee: Carl Zeiss SMS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2023-05-17
Also published as: DE10322806A1

Abstract

Optische Anordnung zur Homogenisierung eines zumindest teilweise kohärenten Lichtfeldes (1), bestehend aus
– mindestens einem Einkoppelelement,
– mindestens einem Auskoppelelement und
– einem optischen Umlauf, wobei das eingekoppelte Lichtfeld (1) oder ein Teil dieses Lichtfeldes (1) wiederholt den optischen Umlauf durchläuft und die Wellenfront des Lichtfeldes zumindest teilweise deformiert wird, und wobei zumindest ein Teil des Lichtes nach mindestens einem Durchlauf des optischen Umlaufs ausgekoppelt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Homogenisierung eines zumindest teilweise kohärenten Lichtfeldes, insbesondere von einem Laser, vorzugsweise einem Excimer-Laser.
Es ist bekannt, daß die Intensitätsverteilung im Querschnitt eines kohärenten Lichtfeldes in der Regel nicht homogen ist. Dies trifft insbesondere für die von einem Excimer-Laser ausgehende Strahlung zu.
Bei der Beleuchtung einer Fläche mit einem kohärenten, inhomogenen Laserlichtbündel entstehen Interferenzen, die sich in räumlich unterschiedlichen Leuchtdichten bemerkbar machen, und die zudem auch noch bei verschiedenen Beobachtungsrichtungen wegen der sich dabei ändernden Phasenbeziehungen bei der Interferenz variieren. Diese als Glitzern wahrnehmbare Störung wird in der Fachwelt als „Speckle" bezeichnet.
Es sind optische Anordnungen entwickelt worden, mit denen das Auftreten von Speckle vermieden oder zumindest verringert wird.

Diesbezüglich ist in DE 195 01 525 C1 eine Anordnung zum Vermindern von Interferenzen eines kohärenten Lichtbündels durch Reduzierung der zeitlichen Kohärenz beschrieben. Dabei wird vorgeschlagen, mikrostrukturierte Phasenplatten einzusetzen, durch die das Laserstrahlenbündel zwecks Ver minderung der zeitlichen Kohärenz hindurchtritt, wobei in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung eine solche Phasenplatte mit einer phasenverändernden Oberflächenstruktur reflektierend ausgebildet ist. Tritt das Laserlicht durch die mikrostrukturierte Phasenplatte hindurch, wird die Kohärenz des Laserlichts aufgebrochen.

In WO 97/02507 A1 wird eine optische Anordnung beschrieben, die einen Drehspiegel umfaßt, der von einem konischen Reflektor umgeben ist. Aufgrund der Rotation des Drehspiegels wird das Laserlicht über die Mantelfläche des konischen Reflektors geführt. Aufgrund der damit verbundenen schnellen Bewegung erfolgt eine Mischung der Interferenzerscheinungen, wodurch diese nicht mehr visuell wahrgenommen werden können.

Aus WO 01/35451 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der mittels einer Vielzahl von Einzelreflektoren ein Laserstrahlenbündel in einzelne Teilstrahlenbündel aufgespalten wird, die unterschiedliche optische Weglängen zurückzulegen haben, wobei die Weglängenunterschiede größer als die zeitliche Kohärenzlänge sind. Dabei wird jeder Anteil des Laserstrahlenbündels lediglich ein Mal reflektiert. Nachteilig dabei ist, daß aufgrund der Vielzahl der im Vergleich zu der Wellenlänge verhältnismäßig großen Einzelreflektoren Abschattungseffekte auftreten, welche die Strahlungsintensität in einem unerwünschten Maße vermindern. Außerdem tritt eine Strahlaufweitung auf, die durch geeignete optische Elemente kompensiert werden muß.

In JP 01198759 A ist eine Einrichtung zur Verminderung von Speckle beschrieben, bei der das von einer Lichtquelle ausgehende Licht in Teilstrahlengänge aufgespaltet wird, die Teilstrahlengänge über unterschiedlichen Weglängen geleitet und dann wieder zusammengeführt werden. Dabei ist die Differenz der Weglängen größer als die Kohärenzlänge des Lichts. Die Aufspaltung erfolgt hierbei mit Hilfe eines Prismensystems, das aus zwei Dreikantprismen besteht. Trifft das Licht auf eine Prismenfläche des ersten Prismas, wird ein erster Anteil an dieser Fläche reflektiert. Ein zweiter Anteil tritt durch diese Fläche hindurch, wird erst innerhalb des ersten Prismas an den beiden übrigen Prismenflächen reflektiert, verläßt das Prisma wieder durch die Eintrittsfläche und wird dabei wieder in den ersten Anteil eingekoppelt. Beide Anteile gelangen zeitlich versetzt zum zweiten Prisma, wo die Aufspaltung und zeitlich versetzte Zusammenführung in gleicher Weise nochmals erfolgt. Auf diese Weise ist die zeitliche Kohärenz des wieder zusammengesetzten Lichts verringert.

Eine weitere Einrichtung zur Speckle-Verminderung ist in JP 2001296503 A beschrieben. Hierbei trifft linear polarisiertes Laserlicht zunächst auf einen ersten Polarisationsstrahlteiler und wird dort in P-polarisierte und S-polarisierte Strahlungsanteile getrennt. Die Trennung erfolgt, indem die P-polarisierten Anteile durch den Polarisationsteiler hindurchtreten, während die S-polarisierten Strahlungsanteile an der Teilerschicht reflektiert werden. Nach der Trennung wird der S-polarisierte Strahlungsanteil über ein Umkehrprisma zu einem zweiten Polarisationsstrahl teiler geleitet, während der P-polarisierte Strahlungsanteil direkt zu dem zweiten Polarisationsstrahlteiler gelangt. Im zweiten Polarisationsstrahlteiler werden beide Komponenten wieder zusammengeführt. Die Teilstrahlengänge legen unterschiedliche Weglängen zurück.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verminderung der unerwünschten Speckle zu schaffen, die mit einfachen optischen Mitteln einen hohen Wirkungsgrad erzielt.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung vorgesehen, die im wesentlichen besteht aus

– einem optischen Umlauf, mindestens einem Einkoppelelement zur Einkopplung eines Lichtfeldes in den optischen Umlauf und mindestens einem Auskoppelelement, wobei
– das eingekoppelte Lichtfeld oder ein Teil dieses Lichtfeldes wiederholt den optischen Umlauf durchläuft und dabei die Wellenfront des Lichtfeldes zumindest teilweise deformiert wird, und wobei
– Teile des Lichtfeldes ausgekoppelt werden, wenn sie den optischen Umlauf ein Mal oder mehrere Male durchlaufen haben.

Dabei wird das Lichtfeld mit einer gegebenen Wellenfront in den optischen Umlauf eingekoppelt. Während des ständig wiederholten Durchlaufens des optischen Umlaufes werden Anteile des Lichtfeldes aus dem Umlauf ausgekoppelt, deren Wellenfronten voneinander abweichen. Handelt es sich um gepulste Laserstrahlung, sind die Weglängen, die die einzelnen Anteile des Lichtfeldes zurücklegen, größer als die zeitliche Kohärenzlänge.

In der erfindungsgemäßen Anordnung sind Mittel vorhanden, durch welche die getrennt aus dem Umlauf ausgekoppelten Anteile des Lichtfeldes einander überlagert werden. Die überlagerten Anteile des Lichtfeldes werden aus der Anordnung herausgeführt und stehen nachfolgend als Lichtbündel für Beleuchtungszwecke unter Vermeidung störender Speckle zur Verfügung.

Auf diese Weise entstehen aus einem einfallenden Einzelpuls der Laserstrahlung mehrere, sich überlagernde Teilpulse. Aufgrund der vielfachen Aufspaltung des Lichtfeldes in mehrere Anteile sowie aufgrund der zeitlichen Verzögerung der einzelnen Anteile vor ihrer Zusammenführung wird die Kohärenz soweit vermindert, daß Speckle nicht mehr oder nur noch in einem Maße auftreten, das nicht mehr als störend empfunden wird.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß keine Strahlung zurück in die Richtung des einfallenden Lichtfeldes gelenkt und somit eine hohe Effizienz in der Wirkung erzielt wird.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung wird der optische Umlauf durch zwei Strahlteiler gebildet. Dabei trennt ein erster Strahlteiler das eingekoppelte Lichtfeld in zwei Teilfelder auf. Ein erstes dieser beiden Teilfelder gelangt über einen kürzeren optischen Weg, bevorzugt direkt, zu dem zweiten Strahlteiler. Das zweite dieser Teilfelder gelangt über einen längeren optischen Weg, beispielsweise über Reflektoren umgelenkt, zu dem zweiten Strahlteiler. An der Teilerschicht des zweiten Strahlteilers treffen beide Teilfelder wieder zusammen, wobei die Differenz der optischen Weglängen, bezogen auf die beiden Teilfelder, größer ist als die zeitliche Kohärenz.

Von der Teilerschicht des zweiten Strahlteilers tritt ein Anteil der dort zusammengeführten Strahlung aus dem Umlauf aus, während der übrige Anteil, beispielsweise über Reflektoren, wieder zum ersten Strahlteiler geführt und dort er neut in zwei Teilfelder aufgespalten wird, die wiederum über unterschiedliche optische Weglängen zum zweiten Strahlteiler gelangen, dort wieder zusammentreffen und dabei zu einem Teil aus dem Umlauf ausgekoppelt und zum übrigen Teil wieder zum ersten Strahlteiler zurückgeführt werden usw.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der optische Umlauf mit einem Strahlteiler realisiert, der das eingekoppelte Lichtfeld in zwei Teilfelder trennt, wonach ein erstes Teilfeld ausgekoppelt und das zweite Teilfeld über Reflektoren so umgelenkt wird, daß es wieder zum Strahlteiler gelangt und dort in zwei Anteile getrennt wird, von denen ein erster Anteil ausgekoppelt und der zweite Anteil über weitere Reflektoren zum Strahlteiler zurückgeführt wird.

Dabei treffen das eingekoppelte Lichtfeld und der jeweils zurückgeführte Strahlungsanteil auf die einander parallel gegenüberliegenden Einstrahlflächen der Teilerschicht, wobei die Richtung des einfallenden Lichtfeldes und die Richtung des auf die Teilerschicht fallenden Strahlungsanteils ein Winkel von 90° miteinander einschließen.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist mit einem Reflexionsgitter ausgestattet, auf welches das eingekoppelte Lichtfeld trifft, und weist weiterhin einen Strahlteiler auf, auf den das am Reflexionsgitter gebeugte Licht gerichtet ist. Von dem gebeugten Licht tritt ein erster Anteil durch die Teilerfläche des Strahlteilers hindurch und wird danach aus dem optischen Umlauf ausgekoppelt, während der übrige Anteil, beispielsweise über einen Reflektor, zum Reflexionsgitter zurückgeführt wird.

Der zurückgeführte Anteil wird am Reflexionsgitter zum Teil gebeugt und auf die Teilerfläche des Strahlteilers gerichtet, dort wieder teils ausgekoppelt und teils zum Reflexionsgitter zurückgeworfen usw., wobei sich die jeweils ausgekoppelten Strahlungsanteile mischen.

Auch hierbei wird aufgrund der vielfachen Aufspaltung und der Weglängendifferenz der jeweils an der Teilerschicht des Strahlteilers zusammengeführten Strahlungsanteile die Kohärenz der Laserstrahlung vermindert.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, daß der optische Umlauf mittels zweier Reflexionsgitter erzeugt wird.

Dabei trifft das eingekoppelte Licht zunächst auf ein erstes Reflexionsgitter. Das am ersten Reflexionsgitter in die erste Ordnung gebeugte Licht ist auf ein zweites Reflexionsgitter gerichtet. Von dem zweiten Reflexionsgitter wird wieder ein Teil des auftreffenden Lichts in die erste Ordnung gebeugt und ausgekoppelt.

Weiterhin ist ein Planspiegel vorgesehen, auf den sowohl der am ersten Reflexionsgitter nicht in die erste Ordnung gebeugte Strahlungsanteil als auch der am zweiten Reflexionsgitter nicht in die erste Ordnung gebeugte Strahlungsanteil gerichtet ist, und von dem der vom ersten Reflexionsgitter kommende Strahlungsanteil auf das zweite Reflexionsgitter und der vom zweiten Reflexionsgitter kommende Strahlungsanteil auf das erste Reflexionsgitter gerichtet wird.

An jedem der beiden Reflexionsgitter wird nun wiederum ein Teil des auftreffenden Lichts in die erste Ordnung gebeugt, wobei das am ersten Reflexionsgitter gebeugte Licht direkt auf das zweite Reflexionsgitter gerichtet ist und das am zweiten Reflexionsgitter gebeugte Licht aus dem Umlauf ausgekoppelt und mit den übrigen ausgekoppelten Strahlungsanteilen gemischt wird. Auch hier wird aufgrund der vielfachen Aufspaltung die Kohärenz vermindert und bei Verwendung des ausgekoppelten Lichtes zu Beleuchtungszwecken das Entstehen von Speckle vermieden oder zumindest reduziert.

Bevorzugt sind die beiden Reflexionsgitter mit identischer Strichzahl und mit identischen Winkelverhältnissen ausgebildet. Weiterhin ist die Effizienz des zweiten Reflexionsgitters geringer als die Effizienz des ersten Reflexionsgitters, wodurch am zweiten Reflexionsgitter lediglich ein geringer Anteil des umlaufenden Lichts in die erste Ordnung gebeugt und aus dem Umlauf ausgekoppelt wird, während der überwiegende, nicht gebeugte Anteil am zweiten Reflexionsgitter in die spekulare Ordnung reflektiert und mittels des Planspiegels so abgelenkt wird, daß er unter dem selben Winkel wie das eingekoppelte Lichtfeld, jedoch spiegelbildlich zur Gitternormalen auf das erste Reflexionsgitter trifft.

Als Reflexionsgitter sollten symmetrische Gitter verwendet werden, deren Gitterkonstante in der Größenordnung der Wellenlänge des eingekoppelten Lichts liegt.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in den optischen Umlauf ein phasenfrontverän derndes Element eingeordnet, das dem jeweils durchlaufenden Lichtfeld eine Phasenfrontveränderung von etwa einer halben Wellenlänge aufprägt. Als phasenfrontverändernde Elemente können dabei vorgesehen sein: statische Elemente wie Keilplatten, Streuscheiben, Linsen- oder Spiegelarrays, diffraktive Elemente, holographische Elemente, Lichtmischstäbe; oder rotierende Elemente, wie drehende Prismen oder Faraday-Rotatoren.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 eine erste Ausgastaltungsvariante mit zwei Strahlteilern im optischen Umlauf,
2 eine zweite Ausgastaltungsvariante mit zwei Strahlteilern im optischen Umlauf,
3 eine erste Ausgastaltungsvariante mit einem Strahlteilern im optischen Umlauf,
4 eine zweite Ausgastaltungsvariante mit einem Strahlteilern im optischen Umlauf,
5 eine Ausgastaltungsvariante mit einem Reflexionsgitter und einem weiteren Element zur Strahlteilung im optischen Umlauf,
6 eine Ausgastaltungsvariante mit zwei Reflexionsgittern im optischen Umlauf,
7 eine Ausgastaltungsvariante mit einem phasenfrontverändernden Element im Umlauf,
8 die Intensitätsverteilung innerhalb des Strahlenquerschnitts eines von einem Excimer-Laser ausgehenden Laserstrahlenbündels,
9 die Rauschreduzierung von 16% bis auf 2,5% nach 12 Umläufen,
10 in der Kurve a eine normierte Intensitätsverteilung und in der Kurve b die Differenz zweier normierter unabhängiger Intensitätsverteilungen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 trifft ein einfallendes Lichtfeld 1 auf einen ersten Strahlteiler 2, der eine Teilerschicht 3 aufweist.
An der Einstrahlfläche 3.1 der Teilerschicht 3 erfolgt die Aufspaltung des Lichtfeldes 1 in einen Anteil 4, der durch die Teilerschicht 3 hindurchtritt, und in einen Anteil 5, der von der Teilerschicht 3 in Richtung auf einen Reflektor 6 abgelenkt wird.
Dem ersten Strahlteiler 2 ist ein zweiter Strahlteiler 7 mit einer Teilerschicht 8 nachgeordnet. Der Strahlungsanteil 4 trifft auf die Einstrahlfläche 8.1 der Teilerschicht 8, tritt zum Teil durch die Teilerschicht 8 hindurch und verläßt im Strahlungsanteil 9 die optische Anordnung, während der übrige Teil des Strahlungsanteils 4 von der Teilerschicht 8 in Richtung auf ein Reflektor 10 abgelenkt wird.
Der vom ersten Strahlteiler 2 kommende Strahlungsanteil 5 trifft auf den Reflektor 6, wird in Richtung auf einen Reflektor 11 gelenkt und von diesem auf die Einstrahlfläche 8.2 der Teilerschicht 8 gerichtet.
Wenn die Strahlungsanteile 4 und 5 den zweiten Strahlteiler 7 erreichen, hat der Strahlungsanteil 5 einen größeren op tischen Weg zurückgelegt als der Strahlungsanteil 4. Dabei ist die Differenz der optischen Weglänge größer als die zeitliche Kohärenzlänge eines Laserpulses im einfallenden Lichtfeld 1.
Vom Strahlungsanteil 5 tritt ein Anteil durch die Teilerschicht 8 hindurch und mischt sich danach mit dem von der Teilerschicht 8 abgelenkten Licht des Strahlungsanteils 4. Dagegen mischt sich das an der Einstrahlfläche 8.2 der Teilerschicht 8 abgelenkte Licht des Strahlungsanteils 5 mit dem durch die Teilerschicht 8 hindurchtretenden Licht des Strahlungsanteils 4 und verläßt mit dem Strahlungsanteil 9 die optische Anordnung.
Der Strahlungsanteil 12, in dem wie dargelegt Licht aus den Strahlungsanteilen 4 und 5 gemischt ist, wird über den Reflektor 10 und einen weiteren Reflektor 13 wieder zum Strahlteiler 2 zurückgeführt und trifft dort auf die Einstrahlfläche 3.2 der Teilerschicht 3, die der Einstrahlfläche 3.1 parallel gegenüberliegt.
Das führt dazu, daß ein Teil des Lichts des Strahlungsanteils 12 von der Teilerschicht 3 in die Richtung des Strahlungsanteils 4 gelenkt wird und sich mit diesem mischt, während der übrige Teil durch die Teilerschicht 3 hindurchtritt, sich mit dem Strahlungsanteil 5 mischt und mit diesem über die Reflektoren 6 und 11 wieder zum zweiten Strahlteiler 7 gelangt.
Im Strahlteiler 7 erfolgt die Aufspaltung wie bereits beschrieben, so daß unterschiedliche Strahlungsanteile unterschiedlich oft den Umlauf durchlaufen und nach ihrer Aus kopplung miteinander vereinigt werden, wobei sich aufgrund der mehrfachen Aufspaltung und der optischen Weglängendifferenz Veränderungen der Wellenfronten der einzelnen Strahlungsanteile und infolge dessen eine Reduzierung der Kohärenz in dem aus der Anordnung austretenden Laserlicht ergeben.
In 2 ist das Prinzip eines weiteren Ausführungsbeispieles dargestellt, in dem ebenfalls zwei Strahlteiler zur Kohärenzreduzierung genutzt werden.
Hierbei trifft das einfallende Lichtfeld 1 auf die Einstrahlfläche 15.1 der Teilerschicht 15 eines ersten Strahlteiler 14. Dabei wird das einfallende Lichtfeld 1 aufgespalten in einen Strahlungsanteil 16, der durch die Teilerschicht 15 hindurchtritt und auf einen Reflektor 17 gerichtet ist, und einen Strahlungsanteil 18, der auf einen Reflektor 19 gerichtet ist.
Die beiden Strahlungsanteile 16 und 18 werden nach Reflexion an den Reflektoren 17 bzw. 19 in einem zweiten Strahlteiler 20 mit der Teilerschicht 21 wieder zusammengeführt. Dabei trifft der Strahlungsanteil 16 auf die Einstrahlfläche 21.1 der Teilerschicht 21, tritt mit einem Strahlungsanteil 22 durch die Teilerschicht 21 hindurch, während der übrige Strahlungsanteil 23 von der Teilerschicht 21 abgelenkt wird und aus der optischen Anordnung austritt.
Der Strahlungsanteil 18 wird von der Teilerschicht 21 ebenfalls aufgespalten, wobei ein Anteil durch die Teilerschicht 21 hindurchtritt, sich mit dem Strahlungsanteil 23 mischt und mit diesem die optische Anordnung verläßt, wäh rend der übrige Strahlungsanteil an der Einstrahlfläche 21.2 der Teilerschicht 21 in die Richtung des Strahlungsanteils 22 abgelenkt wird und sich mit diesem mischt.
Diese gemischten Strahlungsanteile 22 werden über Reflektoren 24, 25, 26 und 27 wieder zum Strahlteiler 14 zurückgeführt und treffen dort auf die Einstrahlfläche 15.2, die der Einstrahlfläche 15.1 an der Teilerschicht 15 parallel gegenüberliegt. Dabei schließt die Richtung, in welcher der Strahlungsanteil 22 auf die Teilerschicht 15 trifft, mit der Richtung, in der das Lichtfeld 1 auf die Teilerschicht 15 fällt, ein Winkel von 90° ein.
Der Strahlungsanteil 22 tritt zum Teil durch die Teilerschicht 15 hindurch und erreicht über den Reflektor 19 wieder den zweiten Strahlteiler 20, wird dort zum Teil an der Einstrahlfläche 15.2 in Richtung des Strahlungsanteils 16 abgelenkt und erreicht gemischt mit diesem über den Reflektor 17 die Einstrahlfläche 21.1 der Teilerschicht 21.
Hier erfolgt wiederum eine Aufspaltung, indem diese bereits gemischte Strahlung teils durch die Teilerschicht 21 hindurchtritt und über die Reflektoren 24 bis 27 wieder zum ersten Strahlteiler 14 zurückgeführt wird, teils an der Einstrahlfläche 21.1 in Richtung des Strahlungsanteils 23 abgelenkt wird und gemischt mit diesem die optische Anordnung verläßt.
In den Strahlungsanteil 23 werden also ständig weitere Strahlungsanteile eingemischt, die unterschiedliche optische Wege durchlaufen haben, wobei auch hier zu beachten ist, daß die Differenz der optischen Weglängen größer ist als die zeitliche Kohärenz eines Pulses der Laserstrahlung.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier trifft das einfallende Lichtfeld 1 zunächst auf die Einstrahlfläche 30.1 einer Teilerschicht 30 und wird dabei in einen Strahlungsanteil 31 und einen Strahlungsanteil 32 aufgespalten.
Der Strahlungsanteil 31 trifft auf einen Reflektor 33 und wird wieder zur Teilerschicht 30 hin reflektiert, trifft dabei auf die Einstrahlfläche 30.2, wird dabei mit einem Strahlungsanteil 34 abgelenkt, der die optische Anordnung verläßt und tritt mit dem übrigen Strahlungsanteil 35 durch die Teilerschicht 30 hindurch und trifft dabei auf Reflektoren 36, 37, 38 und 39, durch die er umgelenkt wird und nun auf die Einstrahlfläche 30.2 der Teilerschicht 30 gerichtet ist.
Dabei erfolgt wiederum eine Aufspaltung dieses Strahlungsanteils 35, wobei der Strahlungsanteil 35 teils in Richtung des Strahlungsanteils 31 umgelenkt wird und sich mit diesem mischt, zum übrigen Teil durch die Teilerschicht 30 hindurchtritt und danach auf einen Reflektor 40 und von diesem wieder auf die Einstrahlfläche 30.1 der Teilerschicht 30 gerichtet ist.
Dieser mit dem Strahlungsanteil 32 gemischte Teil des Strahlungsanteils 35 tritt zum Teil durch die Teilerschicht 30 hindurch, mischt sich dabei mit dem Strahlungsanteil 34, wird zum Teil an der Einstrahlfläche 30.1 abgelenkt, mischt sich dabei mit dem Strahlungsanteil 35 und erreicht über die Reflektoren 36, 37, 38 und 39 wiederholt die Teilerschicht 30.
Auch hier treten aus der optischen Anordnung miteinander vermischte Strahlungsanteile aus, die jeweils unterschiedliche optische Weglängen durchlaufen haben und die somit als Beleuchtungsstrahlung zur Verfügung stehen, die gegenüber dem einfallenden Lichtfeld eine reduzierte Kohärenz aufweist.
In 4 ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung mit nur einem Strahlteiler dargestellt.
Dabei trifft das einfallende Lichtfeld 1 auf die Einstrahlfläche 43.1 der Teilerschicht 43 eines Strahlteilers 44, wobei ein Strahlungsanteil 45 durch die Teilerschicht 43 hindurchtritt und die optische Anordnung verläßt. Ein zweiter Strahlungsanteil 46 wird von der Einstrahlfläche 43.1 abgelenkt und erreicht über Reflektoren 47, 48, 49 und 50 wieder den Strahlteiler 44, trifft dabei jedoch auf die Einstrahlfläche 43.2, die parallel zur Einstrahlfläche 43.1 der Teilerschicht 43 ausgerichtet ist.
Dabei tritt der Strahlungsanteil 46 zum Teil durch die Teilerschicht 43 hindurch und vermischt sich mit dem vom einfallenden Lichtfeld 1 ebenfalls in diese Richtung abgelenkten Strahlungsanteil 46, und wird z.T. an der Einstrahlfläche 43.2 in die Richtung des Strahlungsanteils 45 abgelenkt, mischt sich mit diesem Strahlungsanteil 45 und tritt mit diesem aus der optischen Anordnung aus.
Auch in diesem Fall wird nach wiederholter Aufspaltung der Strahlung in einzelne Strahlungsanteile, die, nachdem sie unterschiedliche optische Weglängen zurückgelegt haben, wieder zusammengeführt werden, am Ausgang der optischen Anordnung eine Strahlung mit weitestgehend homogenisierter Strahlungsintensität und mit reduzierter Kohärenz zu Beleuchtungszwecken zur Verfügung gestellt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 5 dargestellt. Hier trifft das einfallende Lichtfeld 1 auf ein Reflexionsgitter 53, wobei ein Strahlungsanteil 54 in Richtung auf einen Strahlteiler 55 gebeugt wird. An der Teilerfläche 56 des Strahlteilers 55 wird der Strahlungsanteil 54 in einen Anteil 57, der durch die Teilerschicht 56 hindurchtritt und die optische Anordnung verläßt, und in einen Anteil 58, der an der Teilerschicht 56 in Richtung auf einen Reflektor 59 umgelenkt wird, aufgespaltet.
Der Reflektor 59 ist so ausgerichtet, daß der Anteil 58 wieder auf das Reflexionsgitter 53 trifft, wobei die Einstrahlungsrichtung denselben Winkel φ mit der Normalen auf das Reflexionsgitter einschließt wie die Einstrahlungsrichtung des einfallenden Lichtfeldes 1. Dabei treffen das einfallende Lichtfeld 1 und der Anteil 58 spiegelsymmetrisch aus unterschiedlichen Richtungen auf das Reflexionsgitter 53.
Beim Auftreffen auf das Reflexionsgitter 53 wird von dem Anteil 58 wieder ein Teil in Richtung auf den Strahlteiler 55 gebeugt und an dessen Teilerschicht 56 wiederum aufgespalten, wie bereits beschrieben.
Damit steht auch in diesem Fall am Ausgang der optischen Anordnung eine zu Beleuchtungszwecken geeignete Laserstrahlung zur Verfügung, die aus verschiedenen Strahlungsanteilen zusammengesetzt sind, die unterschiedliche optische Weglängen durchlaufen haben.
In dem Ausführungsbeispiel nach 6 trifft das einfallende Lichtfeld 1 zunächst auf ein Reflexionsgitter 62, von dem z.B. ein in die erste Ordnung gebeugter Strahlungsanteil 63 auf ein zweites Reflexionsgitter 64 gerichtet ist, während ein reflektierter zweiter Strahlungsanteil 65 zu einem Reflektor 66 gelangt, der so ausgerichtet ist, daß der Strahlungsanteil 65 entgegengesetzt zur Einfallsrichtung des Strahlungsanteils 63 auf das Reflexionsgitter 64 trifft.
Von den beiden aus entgegengesetzten Richtungen auf das Reflexionsgitter 64 treffenden Strahlungsanteilen 63 und 65 werden jeweils Anteile gebeugt und zu einem Strahlungsanteil 67 gemischt, der aus der optischen Anordnung austritt und als Beleuchtungslicht zur Verfügung steht.
Der am Reflexionsgitter 64 nicht gebeugte Teil des Strahlungsanteils 63 wird genau entgegengesetzt zur Richtung des eintreffenden Strahlungsanteils 65 auf den Reflektor 66 gelenkt und von diesem, weiterhin entgegengesetzt zur Strahlungsrichtung des Strahlungsanteils 65, zurück auf das Reflexionsgitter 62 gerichtet.
Dabei schließt diese Einstrahlungsrichtung mit der Normalen auf das Reflexionsgitter 62 denselben Winkel φ_in ein, wie die Einstrahlungsrichtung des einfallenden Lichtfeldes 1 mit der Normalen auf das Reflexionsgitter 62, wobei jedoch die Auftreffrichtungen gegensinnig verlaufen. Am Reflexionsgitter 62 erfolgt nun wiederum eine Beugung des entgegengesetzt zum Strahlungsanteil 65 auftreffenden Lichts zum Reflexionsgitter 64 hin, wobei dieser Teil sich mit dem Strahlungsanteil 63 wie auch mit dem zugleich eintreffenden und gebeugten Teil des einfallenden Lichtfeldes 1 mischt.
Dieser optische Umlauf ist ohne transmittive Elemente aufgebaut und deshalb vorteilhaft für weite Wellenlängenbereiche des Beleuchtungslichts nutzbar. Das ist insbesondere für solche Wellenlängen von Interesse, bei denen keine oder ungenügend transmittive Materialien zum Aufbau von Strahlteilern zur Verfügung stehen, wie beispielsweise bei den Wellenlängen des tiefen UV-Lichts.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht weiterhin darin, daß aufgrund der ungeraden Zahl der einbezogenen optischen Elemente je Umlauf eine Umklappung der Wellenfront erfolgt, was zu einer zusätzlichen Durchmischung der einzelnen Strahlungsanteile führt.
Die Reflexionsgitter 62 und 64 können in diesem Ausführungsbeispiel sinngemäß als Dreifach-Strahlteiler aufgefaßt werden. Da sowohl die spekulare als auch die gebeugten Ordnungen geometrisch innerhalb des optischen Umlaufs liegen, können mehrere Durchläufe realisiert werden, was eine weitere Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses in einer optischen Abbildung zur Folge hat, zu der das so homogenisiert bzw. hinsichtlich der Kohärenz reduzierte Beleuchtungslicht verwendet wird.
Die Reflexionsgitter 62 und 64 sind symmetrisch ausgeführt, und ihre Gitterkonstanten liegen jeweils in der Größenordnung der Wellenlänge des einfallenden Lichtfeldes 1.
Eine Besonderheit besteht darin, daß das einfallende Lichtfeld 1 unter einem Winkel φ_in so in das Reflexionsgitter 62 eingestrahlt wird, daß der Winkel φ_d der ersten gebeugten Ordnung gerade 0 ist und damit mit der Gitternormalen zusammenfällt. Die zweite gebeugte Ordnung ist somit immer in Autokollimation, d.h. sie fällt mit dem Einfallswinkel zusammen.
Das Reflexionsgitter 62 ist mit einer verhältnismäßig hohen Effizienz ausgebildet. Licht des einfallenden Lichtfeldes 1 wird in die erste Ordnung gebeugt und somit in den Umlauf eingekoppelt. Es gelangt zum zweiten Reflexionsgitter 64. Dabei sind die Strichzahl und die Winkelverhältnisse am Reflexionsgitter 64 gleich denen am Reflexionsgitter 62, jedoch ist die Effizienz des Reflexionsgitters 64 geringer ausgebildet.
Entsprechend der gewählten Effizienz des Reflexionsgitter 64 wird ein Teil des auftreffenden Lichts in die erste Ordnung gebeugt und in den Strahlungsanteil 67 eingemischt.
Der größere Teil jedoch wird in die spekulare Ordnung reflektiert und mit Hilfe des Reflektors 66 so umgelenkt, daß er unter dem selben Winkel φ_in wie das einfallende Lichtfeld 1, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Gitternormalen, auf das Reflexionsgitter 62 fällt. Wegen der Gittersymmetrie wird in Abhängigkeit von der Gittereffizienz erneut Licht in die erste Ordnung gebeugt, die geometrisch mit der ersten Ordnung des einfallenden Lichtfeldes 1 übereinstimmt. Damit wird der optische Umlauf geschlossen.
Das in Abhängigkeit von der Effizienzverteilung an den Reflexionsgittern 62 und 64 in die zweite Ordnung gebeugte Licht durchläuft den Umlauf in entgegengesetzter Richtung und erfährt bis zur Einmischung in den Strahlungsanteil 67 bzw. bis zur Auskopplung aus der erfindungsgemäßen optischen Anordnung Veränderungen der optischen Weglängen, die vom eigentlichen Umlauf verschieden sind. Dies hat eine noch stärkere Durchmischung der Phasenfronten zur Folge und erhöht somit den Effekt bei der Vermeidung von Speckle.
Die optische Weglänge des Umlaufs sollte möglichst größer sein, als die Kohärenzlänge des Lichts, wodurch erreicht wird, daß sich die ausgekoppelten Teilfelder in den Intensitäten addieren, nicht aber in den Amplituden, so daß es nicht zu unerwünschten Interferenzerscheinungen kommt.
In den Strahlengang zwischen dem Reflexionsgitter 62 und dem Reflexionsgitter 64 kann ein optisches, die Phasenfront des Lichtes beeinflussendes Element gestellt werden, das bei jedem Umlauf vom Licht passiert wird, so daß sich bei jedem Umlauf eine unterschiedliche Phasenfront einstellt.
In einem letzten Ausführungsbeispiel schließlich, das in 7 dargestellt ist, tritt das einfallende Lichtfeld 1 durch ein phasenfrontveränderndes Element 69 hindurch und wird danach in einen Strahlungsanteil 70 und einen Strahlungsanteil 71 aufgezweigt. Die Aufzweigung kann mit einem Strahlteiler 72 erfolgen.
Während der Strahlungsanteil 70 aus der optischen Anordnung austritt, wird der Strahlungsanteil 71 (beispielsweise über Reflektoren 73, 74) zurückgeführt, mittels eines Strahlteilers 75 wieder in das einfallende Lichtfeld 1 eingekoppelt und durchläuft gemeinsam mit diesem wieder das phasenfrontverändernde Element 69.
Damit wird das phasenfrontverändernde Element 69 von verschiedenen Strahlungsanteilen mehrfach und verschieden oft durchlaufen, wodurch die Effizienz der Speckle-Reduzierung erhöht wird.
Nach bisherigem Stand der Technik wird bei Beleuchtungssystemen, die mit pulsbetriebenen Lasern arbeiten, das Speckle-Muster der einzelnen Pulse zueinander verschmiert und es wird dann über die Pulse gemittelt.
Anders dagegen bei der erfindungsgemäßen Anordnung, mit der erreicht wird, daß das Speckle-Muster innerhalb eines einzelnen Pulses „verschmiert". Damit ist eine Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses auch im Einzelpulsbetrieb möglich.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen optischen Anordnung besteht darin, daß mechanisch bewegte optische Elemente nicht erforderlich sind. So entfällt beispielsweise das Rotieren einer Streuscheibe.
Generell kann beim Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung durch den Einsatz diffraktiver optischer Elemente die Anzahl der transmittiven optischen Elemente reduziert werden, darüber hinaus kann auf transmittive Elemente auch ganz verzichtet werden. Das hat vorteilhaft zur Folge, das derartige Anordnungen auch für Wellenlängen geeignet sind, bei denen wenig oder keine absorptionsarmen Materialien verfügbar sind, wie insbesondere im tiefen UV-Bereich.
Ein optischer Umlauf, wie in 7 dargestellt, kann als optischer Resonator aufgefaßt werden, der als optisches Filter wirkt und insofern die Spektraldichte des Frequenzrauschens im transmittierenden Feld verringert. Die Bandbreite des transmittierten Feldes ergibt sich aus der Faltung der Bandbreite des primären Feldes, d.h. des einfallenden Lichtfeldes, mit der Transferfunktion dieses Filters.
Ist die Bandbreite des Filters breit gegenüber der Bandbreite des Feldes, ist die ungewollte Verringerung der spektralen Dichte des Frequenzrauschens des Lichtfeldes nicht gegeben. Dies kann sich aus den relativ hohen Kopplungsraten der damit einhergehenden niedrigen Finesse ergeben.
Zusätzlich kann der Umlauf technisch so realisiert werden, daß kein stabiler Resonator entsteht und sich somit keine Resonatormode ausbilden kann.
Weiterhin wird beispielsweise durch Versatz der Umläufe zueinander das Überlappungsintegral der einzelnen umlaufenden Felder minimiert, und damit der Resonatorkontrast verringert. Durch die Veränderung der Phasenfront pro Umlauf wird weiterhin die Interferenzfähigkeit der einzelnen Teilfelder bzw. Strahlungsanteile miteinander zerstört.
Als phasenfrontveränderndes Element 69 in 7 können beispielsweise Keilplatten vorgesehen sein, oder rotierende Prismenanordnungen, wie beispielsweise Faraday-Rotatoren.
Das phasenfrontverändernde Element 69 wird mindestens einmal pro Umlauf durchlaufen, so daß nach jedem Umlauf die Phasenfront des Lichtfeldes verschieden von der Phasenfront der vorhergehenden Umläufe ist.
Es ist denkbar, an Stelle des phasenfrontverändernden Elements ein polarisationsbeeinflussendes Element zu nutzen, so daß sich pro Umlauf ein unterschiedlicher Polarisationszustand einstellt.
Da die verschiedenen Teilfelder bzw. Strahlungsanteile nach ihrer Auskopplung unterschiedlich oft umgelaufen sind, haben sie voneinander verschiedene Phasenfronten bzw. Polarisationszustände. Das hat zur Folge, daß innerhalb eines Bildes, zu dessen Darstellung das ausgekoppelte Laserlicht genutzt wird, das Speckle-Muster verschmiert, und das Signal-Rausch-Verhältnis sowie infolge dessen auch die Bildqualität steigt.
Die 8, 9, 10 und 11 dienen dazu, die Effizienz der erfindungsgemäßen optischen Anordnung zu dokumentieren.
Dazu ist in 8 zunächst die Intensitätsverteilung innerhalb des Strahlquerschnitts eines von einem Excimer-Laser ausgehenden und in die erfindungsgemäße optische Anordnung einfallenden Lichtfeldes 1 dargestellt. So ist in 8a zu erkennen, daß die Intensität ungleichmäßig über den Laserstrahlquerschnitt verteilt ist. 8b zeigt die Intensitätsverteilung entlang einer Strichgeraden.
In 9, insbesondere im Vergleich der Diagramme a und b, ist die Rauschreduzierung von 16% bis auf 2,5% nach 12 Umläufen dargestellt.
10 zeigt mit der Kurve a eine normierte Intensitätsverteilung und mit der Kurve b die Differenz zweier normierter unabhängiger Intensitätsverteilungen.

1: einfallendes Lichtfeld
2: Strahlteiler
3: Teilerschicht
3.1, 3.2: Einstrahlflächen
4, 5: Strahlungsanteile
6: Reflektor
7: Strahlteiler
8: Teilerschicht
8.1, 8.2: Einstrahlflächen
9: Strahlungsanteil
10: Reflektor
11: Reflektor
12: Strahlungsanteil
13: Reflektor
14: Strahlteiler
15: Teilerschicht
15.1, 15.2: Einstrahlflächen
16, 18: Strahlungsanteile
17, 19: Reflektoren
20: Strahlteiler
21: Teilerschicht
21.1, 21.2: Einstrahlflächen
22, 23: Strahlungsanteile
24, 25, 26, 27: Reflektoren
30: Teilerschicht
30.1, 30.2: Einstrahlflächen
31, 32, 34, 35: Strahlungsanteile
33, 36, 37, 38, 39, 40: Reflektoren
43: Teilerschicht
43.1, 43.2: Einstrahlflächen
44: Strahlteiler
45, 46: Strahlungsanteile
47, 48, 49, 50: Reflektoren
53: Reflexionsgitter
54: Strahlungsanteil
55: Strahlteiler
56: Teilerschicht
57, 58: Strahlungsanteile
59: Reflektor
62: Reflexionsgitter
63: gebeugter Strahlungsanteil
64: Reflexionsgitter
65: Strahlungsanteil
66: Reflektor
67: Strahlungsanteil
69: phasenfrontveränderndes Element
70, 71: Strahlungsanteile
72, 75: Strahlteiler
73, 74: Reflektoren

Claims

Optische Anordnung zur Homogenisierung eines zumindest teilweise kohärenten Lichtfeldes (1), bestehend aus – mindestens einem Einkoppelelement, – mindestens einem Auskoppelelement und – einem optischen Umlauf, wobei das eingekoppelte Lichtfeld (1) oder ein Teil dieses Lichtfeldes (1) wiederholt den optischen Umlauf durchläuft und die Wellenfront des Lichtfeldes zumindest teilweise deformiert wird, und wobei zumindest ein Teil des Lichtes nach mindestens einem Durchlauf des optischen Umlaufs ausgekoppelt wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtfeld (1) mit einer Wellenfront eingekoppelt wird und bei wiederholtem Durchlaufen des Umlaufes und damit verbundener Wellenfrontdeformation Anteile des Lichtfeldes (1) ausgekoppelt werden, deren Wellenfronten voneinander abweichen, und daß Mittel zur Überlagerung der Anteile des Lichtfeldes (1) mit verschiedenen Wellenfronten vorgesehen sind.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen Umlauf – ein erster Strahlteiler (2) vorgesehen ist, der das eingekoppelte Lichtfeld (1) in zwei Strahlungsanteile (4, 5) auftrennt, – der erste dieser Strahlungsanteile (4) über einen kürzeren optischen Weg und der zweite Strahlungsanteil (5) über einen längeren optischen Weg zu einem zweiten Strahlteiler (7) gelangen, wobei – die Differenz der optischen Weglängen größer ist als die zeitliche Kohärenz im Lichtfeld (1), und wobei – im zweiten Strahlteiler (7) der erste Strahlungsanteil (4) und der zweite Strahlungsanteil (5) wieder zusammengeführt, zum Teil gemischt aus dem Umlauf ausgekoppelt und zum übrigen Teil gemischt wieder zum ersten Strahlteiler (2) geführt werden, wo erneut eine Aufspaltung erfolgt, die aufgepaltenen Anteile wiederum über die unterschiedlich langen optischen Wege zum zweiten Strahlteiler (7) gelangen, dort zum Teil aus dem Umlauf ausgekoppelt werden, und zum übrigen Teil wieder zum ersten Strahlteiler (2) zurück geführt werden, und wobei – sich dieser Vorgang wiederholt und im Ergebnis der vielfachen Aufspaltung und aufgrund der Weglängendifferenz die Kohärenz vermindert wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen Umlauf ein Strahlteiler (44) vorgesehen ist, der das eingekoppelte Lichtfeld (1) in zwei Strahlungsanteile (45, 46) trennt, wonach ein erster Strahlungsanteil (45) aus dem Umlauf ausgekoppelt wird, – der übrige Strahlungsanteil (46) über Reflektoren (47, 48, 49, 50) erneut zum Strahlteiler (44) geführt und dort in zwei Strahlungsanteile getrennt wird, – von denen ein erster Strahlungsanteil mit dem Strahlungsanteil (45) gemischt ausgekoppelt und der zweite Strahlungsanteil gemischt mit dem Strahlungsanteil (46) über die Reflektoren (47, 48, 49, 50) erneut zum Strahlteiler (44) geführt und dort wieder in zwei Strahlungsanteile getrennt wird, wobei – sich dieser Vorgang wiederholt und im Ergebnis der vielfachen Aufspaltung die Kohärenz vermindert wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 mit – einem Reflexionsgitter (53), auf welches das eingekoppelte Lichtfeld (1) gerichtet ist, und – einem Strahlteiler (55), auf den das am Reflexionsgitter (53) in die erste Ordnung gebeugte Licht des Lichtfeldes (1) gerichtet ist, wobei – von diesem Licht ein erster Strahlungsanteil (57) durch die Teilerfläche (56) des Strahlteilers (55) hindurchtritt und aus dem Umlauf ausgekoppelt wird, – während der übrige Strahlungsanteil (58) über mindestens einen Reflektor (59) zum Reflexionsgitter (53) zurückgelangt, dort wiederum zum Teil gebeugt und auf die Teilerfläche (56) gerichtet wird, und wobei – sich dieser Vorgang wiederholt und im Ergebnis der vielfachen Aufspaltung die Kohärenz vermindert wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Umlauf erzeugt wird mit – einem ersten Reflexionsgitter (62), auf das das Lichtfeld (1) gerichtet ist, – einem zweiten Reflexionsgitter (64), auf welches ein am ersten Reflexionsgitter (62) in die erste Ordnung gebeugter Strahlungsanteil (63) gerichtet ist und von dem ein wiederum gebeugter Strahlungsanteil (67) ausgekoppelt wird, – einem Planspiegel (66), auf den der übrige, nicht in die erste Ordnung gebeugte Strahlungsanteil (65) gerichtet ist und von dem der Strahlungsanteil (65) wieder auf das erste Reflexionsgitter (62) geworfen wird, dort wiederum zum Teil in die erste Ordnung gebeugt wird und zum zweiten Reflexionsgitter (64) gelangt, von dort zum Teil mit dem Strahlungsanteil (67) gemischt und aus dem Umlauf ausgekoppelt wird und zum übrigen Teil über den Planspiegel (66) wieder zum ersten Reflexionsgitter (62) zurückgeworfen wird, wobei – sich dieser Vorgang wiederholt und im Ergebnis der vielfachen Aufspaltung die Kohärenz vermindert wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reflexionsgitter (62, 64) mit identischer Strichzahl und identischen Winkelverhältnissen ausgebildet sind und die Effizienz des zweiten Reflexionsgitters (64) geringer ist als die Effizienz des ersten Reflexionsgitters (62).
Optische Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reflexionsgitter (62, 64) symmetrische Gitter verwendet werden, deren Gitterkonstanten in der Größenordnung der Wellenlänge des eingekoppelten Lichtfeldes (1) liegen.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß – in den optischen Umlauf ein phasenfrontveränderndes Element (69) eingeordnet ist, durch welches dem durchlaufenden Lichtfeld (1) eine Phasenfrontveränderung von etwa einer halben Wellenlänge aufgeprägt wird, – das durchgelaufene Lichtfeld (1) mittels eines Strahlteilers (72) in zwei Strahlungsanteile (70, 71) aufgespalten wird, – von denen ein erster Strahlungsanteil (70) ausgekoppelt und der andere Strahlungsanteil (71) über Reflektoren (73, 74) zurückgeführt, mittels eines Strahlteilers (75) mit dem Lichtfeld (1) gemischt wird und mit diesem das phasenfrontverändernde Element (69) erneut passiert, wobei – sich dieser Vorgang wiederholt und im Ergebnis der vielfachen Phasenfrontveränderung in einzelnen Strahlungsanteilen die Kohärenz vermindert wird.
Optische Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als phasenfrontverändernde Elemente (69) – statische Elemente wie Keilplatten, Streuscheiben, Linsen- oder Spiegelarrays, diffraktive Elemente, holographische Elemente, Lichtmischstäbe oder – rotierende Elemente, wie drehende Prismen oder Faraday-Rotatoren, vorgesehen sind.