ES2540921B2 - Opto-electronic device and methods to collimate and determine the degree of collimation of a light beam - Google Patents

Opto-electronic device and methods to collimate and determine the degree of collimation of a light beam Download PDF

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ES2540921B2 ES201500173A ES201500173A ES2540921B2 ES 2540921 B2 ES2540921 B2 ES 2540921B2 ES 201500173 A ES201500173 A ES 201500173A ES 201500173 A ES201500173 A ES 201500173A ES 2540921 B2 ES2540921 B2 ES 2540921B2
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Abstract

Dispositivo opto-electrónico y métodos para colimar y determinar el grado de colimación de un haz de luz.#La presente invención se refiere a un dispositivo opto-electrónico para determinar el grado de colimación de un haz de luz que, mediante la incorporación de un elemento de colimación 2, también puede utilizarse para colimar haces. El dispositivo comprende una red de difracción 3, una máscara 5 que incluye una multiplicidad de ventanas 4 cada una de ellas con una red de difracción, estando las redes de difracción de las ventanas 4 desfasadas entre sí, una matriz 7 de fotodetectores 6 cuyo número puede ser igual o mayor al número de ventanas 4 de la máscara 5 o bien pueden estar ubicados en una matriz con distribución bidimensional (CMOS o CCD) y uno o más elementos de procesamiento de datos 8. La invención también incluye métodos para determinar el grado de colimación de un haz de luz o para colimar un haz.Opto-electronic device and methods for collimating and determining the degree of collimation of a light beam # The present invention refers to an opto-electronic device for determining the degree of collimation of a light beam that, by incorporating a collimation element 2, can also be used to collimate beams. The device comprises a diffraction grating 3, a mask 5 that includes a multiplicity of windows 4 each with a diffraction grating, the diffraction gratings of the windows 4 being offset from each other, a matrix 7 of photodetectors 6 whose number it can be equal to or greater than the number of windows 4 of the mask 5 or they can be located in a matrix with two-dimensional distribution (CMOS or CCD) and one or more data processing elements 8. The invention also includes methods to determine the degree of collimation of a beam of light or to collimate a beam.

Description

Dispositivo opto-electrónico y métodos para~olimar y determinar el grado de Opto-electronic device and methods to ~ olieve and determine the degree of

colimación de un haz de luz collimation of a beam of light

Sector de la técnica Sector of the technique

La presente invención se encuadra en el sector de Tecnologfa Óptica y más concretamente en el sector de Dispositivos Opto-electrónicos. The present invention falls within the field of Optical Technology and more specifically in the sector of Opto-electronic Devices.

Estado de la técnica State of the art

La determinación o conocimiento del grado de colimación de un haz de luz es de gran importancia en numerosas aplicaciones ópticas, tales como dispositivos metrológicos, sistemas para iluminación, óptica de consumo, aplicaciones de los láseres, etc. Existen métodos sencillos y bien conocidos para colimar de forma aproximada una fuente de luz general, mediante el uso de una lente, tal como el método de autocolimación. Las técnicas interferométricas para la medida del grado de colimación de un haz están entre las más precisas, siendo conocidas desde hace varias décadas [D. Malacara, ed., Optical Shop Testing (Wiley, New York, 1978)]. No obstante, solamente se pueden utilizar con haces de luz que tengan un alto grado de coherencia temporal o espacial, como suelen ser los láseres. The determination or knowledge of the degree of collimation of a beam of light is of great importance in numerous optical applications, such as metrological devices, systems for lighting, consumer optics, applications of lasers, etc. There are simple and well-known methods for roughly collimating a general light source, through the use of a lens, such as the autocollimation method. Interferometric techniques for measuring the degree of collimation of a beam are among the most precise, having been known for several decades [D. Malacara, ed., Optical Shop Testing (Wiley, New York, 1978)]. However, they can only be used with beams of light that have a high degree of temporal or spatial coherence, such as lasers.

Por otra parte, en muchas situaciones es necesario conocer el grado de colimación de un haz de luz proveniente de otro tipo de fuentes tales como diodos emisores de luz (LEOs), diodos láser, láseres de emisión superficial con cavidad vertical (VCSELs) y otras fuentes que presentan un grado de coherencia parcial temporal y/o espacial. On the other hand, in many situations it is necessary to know the degree of collimation of a beam of light coming from other types of sources such as light emitting diodes (LEOs), laser diodes, vertical emission cavity lasers (VCSELs) and other sources that present a degree of temporal and / or spatial partial coherence.

Existen técnicas que permiten medir el grado de colimación de haces de luz mediante sistemas de doble red, pero necesitan realizar desplazamientos laterales, por lo que los dispositivos de colimación se vuelven complicados [L.M. Sanchez-Brea, F.J. TorcalMilla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, quot;Collimation method using a double grating systemquot; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)]. There are techniques that allow to measure the degree of collimation of light beams by means of double network systems, but they need to make lateral displacements, so that the collimation devices become complicated [L.M. Sanchez-Brea, F.J. TorcalMilla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, "Collimation method using a double grating system"; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)].

Por otro lado, han aparecido sistemas para determinar el grado de colimación basados en una conjunción de redes lineales y circulares, pero el procesado de las señales resulta complicado y no intuitivo [K. Patorski, K. Pokorski, and M. Trusiak, quot;Circularlinear grating Talbot interferometry with moiré Fresnel imaging for beam collimationquot; Opt. Lett. 39, 291 (2014)]. On the other hand, systems to determine the degree of collimation based on a conjunction of linear and circular networks have appeared, but the processing of the signals is complicated and not intuitive [K. Patorski, K. Pokorski, and M. Trusiak, quot; Circularlinear grating Talbot interferometry with moiré Fresnel imaging for beam collimationquot; Opt. Lett. 39, 291 (2014)].

Asimismo, se puede determinar el grado de colimación mediante la medida del periodo de una auto-imagen y comparación con el periodo de la red de difracción que genera dicha auto-imagen [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, J.M. Herrera-Fernandez, T. Morlanes, and E. Bernabeu quot;Self-imaging technique for beam collimationquot; Optics Letters 39(19) 5764-5767 (2014)]. Cuando el periodo de la auto-imagen es el mismo que el de la red, entonces el haz está colimado. La desventaja de esta técnica es que requiere una precisión muy grande en el posicionado de los elementos ópticos y optoelectrónicos para asegurar la medida del periodo con la precisión requerida, del orden de nanómetros en muchos casos. Likewise, the degree of collimation can be determined by measuring the period of a self-image and comparing it with the period of the diffraction network generated by said self-image [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, J.M. Herrera-Fernandez, T. Morlanes, and E. Bernabeu quot; Self-imaging technique for beam collimation; Optics Letters 39 (19) 5764-5767 (2014)]. When the period of the self-image is the same as that of the network, then the beam is collimated. The disadvantage of this technique is that it requires a very high precision in the positioning of optical and optoelectronic elements to ensure the measurement of the period with the required precision, of the order of nanometers in many cases.

La ventaja de utilizar las auto-imágenes de una red de difracción para determinar el grado de colimación de un haz es que los requisitos de la fuente de iluminación son menos restrictivos, pues el fenómeno no se debe a las interferencias, sino a la difracción. De esta forma no es necesario que la fuente sea puntual para producir autoimágenes, ni necesita ser monocromática. Por ejemplo, es conocido que las fuentes policromáticas pueden generar autoimágenes estables durante una larga distancia [N Guérineau, B. Harchaoui, J. Primot quot;Talbot experiment re-examined: demonstration of an achromatic and continuous self-imaging regime,quot; Optics Communications 180 199203 (2000)]. The advantage of using the self-images of a diffraction grating to determine the degree of collimation of a beam is that the requirements of the illumination source are less restrictive, since the phenomenon is not due to interference, but to diffraction. In this way it is not necessary for the source to be punctual to produce self-images, nor does it need to be monochromatic. For example, it is known that polychromatic sources can generate stable self-images over a long distance [N Guérineau, B. Harchaoui, J. Primot quot; Talbot experiment re-examined: demonstration of an achromatic and continuous self-imaging regime, quot; Optics Communications 180 199203 (2000)].

Entre las patentes relacionadas con la invención cabe destacar: Among the patents related to the invention include:

La patente CN1080997 (A) que muestra un dispositivo que testea el grado de colimación de una fuente de luz láser de forma computerizada comprensiva. Incluye un ancho rango de medidas siempre que se trate de una fuente de luz láser. Patent CN1080997 (A) showing a device that tests the degree of collimation of a laser light source in a comprehensive computerized manner. It includes a wide range of measurements provided it is a laser light source.

La patente CN 1 01469977 (A) que muestra un dispositivo que testea la colimación incrementando la precisión y con una estructura compacta. The patent CN 1 01469977 (A) which shows a device that tests the collimation by increasing the accuracy and with a compact structure.

Es por ello que el objeto de la presente patente es un dispositivo que determina el grado de colimación de un haz de forma robusta y sencilla, que sirve para distintos tipos de fuentes de luz, y no solamente para haces láser. Asimismo, utilizando el That is why the object of the present patent is a device that determines the degree of collimation of a beam in a robust and simple way, which serves for different types of light sources, and not only for laser beams. Also, using the

dispositivo que mide el grado de colimación descrito en esta patente se desarrolla un método para obtener un haz con alto grado de colimación. device that measures the degree of collimation described in this patent develops a method to obtain a beam with high degree of collimation.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

Dispositivo opto-electrónico y métodos para colimar y determinar el grado de Opto-electronic device and methods to collimate and determine the degree of

colimación de un haz de luz. collimation of a beam of light.

Un aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo opto-electrónico que permite medir el grado de colimación de un haz láser o un haz de luz con una coherencia parcial espacial o temporal y que, asimismo, sirve para colimar un haz de luz con precisión cuando se le añade un elemento colimador. An aspect of the present invention relates to an optoelectronic device that allows to measure the degree of collimation of a laser beam or a beam of light with a partial spatial or temporal coherence and that, likewise, serves to collimate a beam of light with accuracy when a collimator element is added.

En esta memoria descriptiva, se entiende por quot;haz de luzquot; o, simplemente, quot;hazquot; cualquier tipo de haz de luz y de haz láser. In this specification, it is meant by "light beam"; or, simply, quot; hazquot; any type of light beam and laser beam.

Para medir el grado de colimación de un haz de luz, en la presente invención se utiliza una red de difracción 3 de un periodo p. Al propagarse la luz, debido a efectos difractivos, se generan auto-imágenes a varias distancias de la red de difracción [K. Patorsky, quot;The self-imaging phenomenon and its applications,quot; Progress in Optics 27 1108 1989). Si A es la longitud de onda media del haz de luz, y la red de difracción modula la amplitud de dicha onda, las auto-imágenes generadas se ubican a distancias múltiplos enteros de la distancia de Talbot z = p2 fA. En la referencia [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, quot;Collimation method using a double grating systemquot; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)] se describe un sistema que utiliza una red de difracción de periodo p y una máscara con dos ventanas, cada una con una red de difracción de periodo p, desplazadas entre sí p/4 (90 grados eléctricos). Mediante las señales eléctricas, SA y Ss respectivamente, generadas por dos fotodetectores ubicados detrás de las redes de difracción de las dos ventanas, se puede obtener una Figura de Lissajous al mover lateralmente y de forma continuada la red de difracción. To measure the degree of collimation of a light beam, a diffraction grating 3 of a period p is used in the present invention. As light propagates due to diffractive effects, auto-images are generated at various distances from the diffraction grating [K. Patorsky, "The self-imaging phenomenon and its applications, quot; Progress in Optics 27 1108 1989). If A is the average wavelength of the light beam, and the diffraction grating modulates the amplitude of the wave, the generated auto-images are located at integer multiples of Talbot's distance z = p2 fA. In reference [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, "Collimation method using a double grating system"; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)] describes a system that uses a diffraction network of period p and a mask with two windows, each with a diffraction network of period p, displaced from each other p / 4 (90 electrical degrees). By means of the electrical signals, SA and Ss respectively, generated by two photodetectors located behind the diffraction gratings of the two windows, a Lissajous Figure can be obtained by laterally and continuously moving the diffraction grating.

La forma de la Figura de Lissajous depende de diversos aspectos. Si utilizamos un modelo puramente geométrico para el análisis del dispositivo, la Figura de Lissajous es cuadrangular o rectangular. No obstante, debido a efectos difractivos, el tamaño finito de la fuente de luz, la policromaticidad de la fuente de luz, o a un mal posicionamiento de los elementos que involucran el dispositivo, la Figura de Lissajous presenta una forma más redondeada. Este tipo de formas se pueden describir matemáticamente, como veremos posteriormente. The shape of the Lissajous Figure depends on various aspects. If we use a purely geometric model for the analysis of the device, the Lissajous Figure is quadrangular or rectangular. However, due to diffractive effects, the finite size of the light source, the polychromaticity of the light source, or a poor positioning of the elements that involve the device, the Lissajous Figure presents a more rounded shape. These types of forms can be described mathematically, as we will see later.

La forma de la Figura de Lissajous también depende del grado de colimación del haz. Cuando el haz está colimado, la Figura de Lissajous es simétrica respecto a los ejes vertical y horizontal, mientras que cuando el haz está descolimado la Figura de Lissajous se hace elipsoidal y no simétrica respecto a los mismos ejes. Por consiguiente, la medida de la elipticidad de la Figura de Lissajous obtenida nos permite determinar el grado de colimación del haz de luz. El problema que se plantea con la solución descrita en la referencia [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, F. J. SalgadoRemacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, quot;Collimation method using a double grating systemquot; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)] es que, para generar la Figura de Lissajous, se requiere el desplazamiento lateral mecánico de la red de difracción respecto de la máscara con dos ventanas y los fotodetectores del dispositivo. Aunque este sistema es viable en prototipos de laboratorio, el movimiento continuo de la red de difracción hace que un dispositivo que utilice esta tecnología sea complicado y costoso. The shape of the Lissajous Figure also depends on the degree of beam collimation. When the beam is collimated, the Lissajous Figure is symmetric with respect to the vertical and horizontal axes, whereas when the beam is decoupled the Lissajous Figure becomes ellipsoidal and not symmetric with respect to the same axes. Therefore, the measurement of the ellipticity of the Lissajous Figure obtained allows us to determine the degree of collimation of the light beam. The problem that arises with the solution described in the reference [L.M. Sanchez-Brea, F.J. Torcal-Milla, F. J. SalgadoRemacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, "Collimation method using a double grating system"; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)] is that, in order to generate the Lissajous Figure, the mechanical lateral displacement of the diffraction network with respect to the mask with two windows and the photodetectors of the device is required. Although this system is viable in laboratory prototypes, the continuous movement of the diffraction network makes a device that uses this technology complicated and expensive.

En la presente invención se simplifica el método de obtención de la Figura de Lissajous con respecto a lo descrito en los párrafos anteriores. Un esquema del dispositivo de la invención se muestra en la Figura 1. En lugar de requerir un movimiento relativo entre la red de difracción y la máscara formada por dos ventanas, cada una de las cuales tiene un fotodetector detrás, como tenía el dispositivo descrito en [L.M. Sanchez-Brea, In the present invention, the method for obtaining the Lissajous Figure is simplified with respect to that described in the preceding paragraphs. A scheme of the device of the invention is shown in Figure 1. Instead of requiring a relative movement between the diffraction grating and the mask formed by two windows, each of which has a photodetector behind, as had the device described in FIG. [LM Sanchez-Brea,

F.J. Torcal-Milla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, quot;Collimation method using a double grating systemquot; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)], en la presente invención se sustituye dicha máscara con únicamente dos ventanas por una máscara 5 con una multiplicidad (N) de ventanas 4, cada una de ellas con una red de difracción de periodo p. En la Figura 2 se muestra un ejemplo de la máscara 5 con la multiplicidad de ventanas 4 cuyas redes de difracción están desplazadas unas con respecto de las demás. Las redes de difracción de las ventanas 4 deben estar desplazadas entre sí una fracción del periodo. Una opción es que, si hay F.J. Torcal-Milla, F. J. Salgado-Remacha, T. Morlanes, 1. Jimenez-Castillo, and E. Bernabeu, "Collimation method using a double grating system"; Appl. Opt. 49, 3363 (2010)], in the present invention said mask is replaced with only two windows by a mask 5 with a multiplicity (N) of windows 4, each with a diffraction network of period p. Figure 2 shows an example of the mask 5 with the multiplicity of windows 4 whose diffraction gratings are displaced with respect to each other. The diffraction gratings of the windows 4 must be displaced from each other a fraction of the period. One option is that, if there

N ventanas, el desplazamiento relativo entre ellas sea 2rr/N o 3600 / N , aunque otras opciones son también viables. Asimismo, en lugar de ubicar 2 fotodetectores, uno detrás de cada una de las dos ventanas, en el dispositivo de la presente invención se ubican N fotodetectores 6 o un array bidimensional, como puede ser una cámara CCO N windows, the relative displacement between them is 2rr / N or 3600 / N, although other options are also viable. Also, instead of locating 2 photodetectors, one behind each of the two windows, N photodetectors 6 or a two-dimensional array, such as a CCO camera, are located in the device of the present invention.

o CMOS. De esta forma, se obtienen N señales que, convenientemente dispuestas en pares {SA y Ss} permiten la obtención de la Figura de Lissajous sin necesidad de movimiento relativo de la red de difracción. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de distribución de intensidad que llega a cada uno de los fotodetectores 6 para el caso de la distribución de ventanas de la Figura 2. El dispositivo de la invención presenta una gran ventaja puesto que simplifica enormemente la medición del grado de colimación del haz. Con los N fotodetectores, que podrán estar duplicados, o no, para mejorar la calidad de la señal, se obtiene una serie de pares de señales {SA y Ss} que se utilizan para representar la Figura de Lissajous. En la Figura 4 se muestra la Figura de Lissajous obtenida con los fotodetectores 6 de la Figura 3 para tres grados distintos de colimación. Cuando el haz está colimado, Figura 4b, la Figura de Lissajous es simétrica respecto a los ejes vertical y horizontal mientras que en las Figuras 4a y 4c el haz está descolimado. or CMOS. In this way, N signals are obtained which, conveniently arranged in pairs {SA and Ss}, allow obtaining the Lissajous Figure without the need for relative movement of the diffraction grating. Figure 3 shows an example of distribution of intensity that reaches each of the photodetectors 6 for the case of the window distribution of Figure 2. The device of the invention has a great advantage since it greatly simplifies the measurement of the degree of collimation of the beam. With the N photodetectors, which may or may not be duplicated, to improve the quality of the signal, we obtain a series of signal pairs {SA and Ss} that are used to represent the Lissajous Figure. In Figure 4 the Lissajous Figure obtained with the photodetectors 6 of Figure 3 is shown for three different degrees of collimation. When the beam is collimated, Figure 4b, the Lissajous Figure is symmetric with respect to the vertical and horizontal axes while in Figures 4a and 4c the beam is decoupled.

Un aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo para determinar el grado de colimación de un haz de luz que comprende: One aspect of the present invention relates to a device for determining the degree of collimation of a light beam comprising:

--
una red de difracción 3, a diffraction grating 3,

--
una máscara 5 que incluye N ventanas 4 cada una de ellas con una red de difracción, donde N ~ 4, a mask 5 that includes N windows 4 each with a diffraction grating, where N ~ 4,

--
una matriz 7 de fotodetectores 6, situados detrás de cada una de las ventanas, siendo su número N igualo mayor al número de ventanas, a matrix 7 of photodetectors 6, located behind each of the windows, its number N being equal to or greater than the number of windows,

--
uno o más elementos de procesamiento de datos 8. one or more data processing elements 8.

Cuando el dispositivo quiere utilizarse para colimar un haz de luz, debe incorporarse al mismo un elemento de colimación 2 que puede ser una lente, un conjunto de lentes o un elemento óptico difractivo. Por lo tanto, un segundo aspecto de la invención se refiere a un dispositivo para colimar un haz de luz que comprende: When the device wants to be used to collimate a beam of light, a collimation element 2 that can be a lens, a lens assembly or a diffractive optical element must be incorporated therein. Therefore, a second aspect of the invention relates to a device for collimating a light beam comprising:

--
un elemento de colimación 2, a collimation element 2,

--
una red de difracción 3, a diffraction grating 3,

--
una máscara 5 que incluye N ventanas 4 cada una de ellas con una red de difracción, donde N ~ 4 , a mask 5 that includes N windows 4 each with a diffraction grating, where N ~ 4,

--
una matriz 7 de fotodetectores 6, situados detrás de cada una de las ventanas, siendo su número N igualo mayor al número de ventanas, a matrix 7 of photodetectors 6, located behind each of the windows, its number N being equal to or greater than the number of windows,

--
uno o más elementos de procesamiento de datos 8. one or more data processing elements 8.

la red de difracción 3 puede ser una red de Ronchi que modula la amplitud aunque también podría ser una red con una modulación sinusoidal u otro tipo de modulación de amplitud y/o fase. the diffraction network 3 can be a Ronchi network that modulates the amplitude although it could also be a network with a sinusoidal modulation or another type of amplitude and / or phase modulation.

El número de ventanas 4 en la máscara 5 es variable, aunque preferentemente, será un número par y más preferentemente, la máscara 5 incluye 16 ventanas 4. Por otro lado, las ventanas 4 en la máscara 5 pueden estar dispuestas en una o más columnas (Figuras 9 y 10). Es conveniente, aunque no necesario, que el desfase transversal entre cada una de las redes de difracción de cada ventana 4 sea igual a 360o/N, donde N es el número de ventanas 4. Otra opción es duplicar las ventanas con el mismo desfase, como se muestra en la Figura 2. The number of windows 4 in the mask 5 is variable, although preferably, it will be an even number and more preferably, the mask 5 includes 16 windows 4. On the other hand, the windows 4 in the mask 5 can be arranged in one or more columns (Figures 9 and 10). It is convenient, although not necessary, that the transverse phase difference between each of the diffraction gratings of each window 4 is equal to 360o / N, where N is the number of windows 4. Another option is to duplicate the windows with the same phase shift, as shown in Figure 2.

Una configuración posible es ubicar todas las ventanas 4 a la misma distancia d entre el eje óptico del haz y el centro de la ventana, como se muestra en la Figura 8. Cuanto mayor sea la distancia d entre el eje óptico del haz y el centro de la ventana, mayor será la sensibilidad que tendrá el dispositivo de medida. No obstante, como el haz debe cubrir todas las ventanas (o al menos la mayoría de ellas) la distancia d se debe adaptar al tamaño estimado que tendrá el haz una vez colimado. One possible configuration is to locate all windows 4 at the same distance d between the optical axis of the beam and the center of the window, as shown in Figure 8. The greater the distance d between the optical axis of the beam and the center of the window, the greater the sensitivity that the measuring device will have. However, since the beam must cover all the windows (or at least most of them), the distance d must be adapted to the estimated size of the beam once it has been collimated.

En relación con el desfase entre las redes de las diferentes ventanas, también es posible que no se produzca dicha duplicidad. Entonces, los datos de salida se pueden disponer convenientemente para obtener N datos de la Figura de lissajous a partir de las N ventanas utilizadas. Este ejemplo se muestra en la Figura 11. In relation to the gap between the networks of the different windows, it is also possible that this duplication does not occur. Then, the output data can be conveniently arranged to obtain N data from the lissajous Figure from the N windows used. This example is shown in Figure 11.

Aunque simplifica el procesado de señales posterior, no es necesario que todas las ventanas 4 se encuentren a la misma distancia del eje óptico del haz de luz de entrada. Otra posible configuración es ubicar las ventanas 4 y, por ello los fotodetectores 6, en varias columnas como se muestra en la Figura 9. De esta forma, se optimiza el área de detección. Although it simplifies the subsequent signal processing, it is not necessary that all windows 4 are at the same distance from the optical axis of the input light beam. Another possible configuration is to locate the windows 4 and, therefore, the photodetectors 6, in several columns as shown in Figure 9. In this way, the detection area is optimized.

Desde el punto de vista electrónico, la configuración más rápida desde el punto de vista de procesamiento de datos es ubicar N fotodetectores 6 uno detrás de cada ventana 4. Sin embargo, dicha configuración se simplifica si se ubica una cámara formada por una distribución bidimensional de fotodetectores 6, como es una cámara CCO o una cámara CMOS. En este caso, mediante programación, se pueden seleccionar los fotodetectores (también denominados píxeles) adecuados para obtener los datos para la Figura de Lissajous. From the electronic point of view, the fastest configuration from the point of view of data processing is to locate N photodetectors 6 one behind each window 4. However, such configuration is simplified if a camera formed by a two-dimensional distribution of photodetectors 6, as is a CCO camera or a CMOS camera. In this case, by means of programming, the photodetectors (also called pixels) suitable for obtaining the data for the Lissajous Figure can be selected.

Entre los elementos para el procesamiento de datos 8 se pueden seleccionar una placa electrónica, un microprocesador o un ordenador. Among the elements for data processing 8, an electronic board, a microprocessor or a computer can be selected.

Si se analiza el sistema desde un punto de vista geométrico, la Figura de Lissajous será cuadrada o rectangular si las redes son redes de Ronchi. No obstante, la forma de la Figura de Lissajous puede cambiar por distintos motivos. En primer lugar, se producen efectos difractivos que hacen que la auto-imagen no se recupere de forma perfecta, sobre todo si el plano de los fotodetectores 6 no coincide con la distancia de Talbot. Además, cuando la fuente de luz no es puntual sino que tiene un tamaño finito, la Figura de difracción tiende a eliminar armónicos superiores y la Figura de Lissajous se hace cada vez más suave. También, cuando la fuente es policromática, se eliminan armónicos en la Figura de Lissajous. Todo esto debe tenerse en cuenta a la hora de diseñar un dispositivo que mida la elipticidad de la Figura de Lissajous. If the system is analyzed from a geometric point of view, the Lissajous Figure will be square or rectangular if the networks are Ronchi networks. However, the shape of the Lissajous Figure can change for different reasons. In the first place, diffractive effects are produced which make the auto-image not recover perfectly, especially if the plane of the photodetectors 6 does not coincide with Talbot's distance. In addition, when the light source is not punctual but has a finite size, the diffraction pattern tends to eliminate higher harmonics and the Lissajous Figure becomes increasingly smooth. Also, when the source is polychromatic, harmonics are eliminated in the Lissajous Figure. All this must be taken into account when designing a device that measures the ellipticity of the Lissajous Figure.

Por consiguiente, para determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous de una forma precisa, las señales {SA y Se} se ajustan a una figura compleja generada por Therefore, to determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure in a precise way, the signals {SA and Se} fit a complex figure generated by

[M. Fernandez-Guasti, M. de la Cruz Heredia quot;Oiftraction pattern of a circle I square aperturequot; J. Mod. Opt. 40(6) 1073-1080 (1993)] [M. Fernandez-Guasti, M. de la Cruz Heredia quot; Oiftraction pattern of a circle I square aperturequot; J. Mod. Opt. 40 (6) 1073-1080 (1993)]

(1) (one)

donde x' e y' son las coordenadas de la Figura (señales {SA y Se }), R1 Y R2 son los ejes principales y s es el parámetro que da cuenta de la forma de la Figura de Lissajous. Cuando el parámetro s es nulo, s = O, la función representa una elipse I círculo. Cuando el parámetro s = 1 la función representa un rectángulo I cuadrado. where x 'e and' are the coordinates of the Figure (signals {SA and Se}), R1 and R2 are the principal axes and s is the parameter that accounts for the shape of the Lissajous Figure. When the parameter s is null, s = 0, the function represents an ellipse I circle. When the parameter s = 1 the function represents a rectangle I squared.

El grado de elipticidad se puede medir a partir del siguiente parámetro, The degree of ellipticity can be measured from the following parameter,

(2) (two)

donde Rmin es el valor menor entre R1 y R2 Y Rmax es el valor mayor entre R1 y R2, aunque cualquier parámetro que compare R1 y R2 es válido. where Rmin is the lowest value between R1 and R2 and Rmax is the highest value between R1 and R2, although any parameter that compares R1 and R2 is valid.

Por consideraciones físicas, cuando la Figura de Lissajous no es circular, los ejes principales de la elipse (1) están ubicados a 45 grados respecto al eje x. Por consiguiente, considerando este cambio de variables For physical considerations, when the Lissajous Figure is not circular, the main axes of the ellipse (1) are located at 45 degrees with respect to the x axis. Therefore, considering this change of variables

x=(x'-x )cosO-(y'-y)sinO y=(x'-x)cosO+(y'-y)sinO (3) x = (x'-x) cosO- (y'-y) sinO y = (x'-x) cosO + (y'-y) sinO (3)

donde e= 45°, x es el valor medio de la señal de los fotodetectores 6 que generan SA e y es el valor medio de la señal de los fotodetectores 6 que generan Ss, la ecuación where e = 45 °, x is the average value of the signal of the photodetectors 6 that generate SA and y is the average value of the signal of the photodetectors 6 that generate Ss, the equation

(1) se convierte en la siguiente ecuación (1) becomes the following equation

8(2 2) 2 1 ( 1 1 ) (2 2) (1 1 ) 8 (2 2) 2 1 (1 1) (2 2) (1 1)

4R~R~ x -y -2 R~ +~ x +y + R~ -~ xy+1 = 0, (4) 4R ~ R ~ x -y -2 R ~ + ~ x + y + R ~ - ~ xy + 1 = 0, (4)

En la Figura 5 se muestra esta ecuación para diversos valores de s y R1/R2. Con el fin de obtener los parámetros de interés R1, R2, los puntos de la Figura de Lissajous experimentales {SA y Ss} se tienen que ajustar a esta ecuación. Para ello, a partir de (4) consideraremos el siguiente polinomio In Figure 5 this equation is shown for various values of s and R1 / R2. In order to obtain the parameters of interest R1, R2, the points of the experimental Lissajous Figure {SA and Ss} have to be adjusted to this equation. To do this, from (4) we will consider the following polynomial

(5)(5)

au+bv+cxy+l=O donde u =(x2 -y2)2, V =(x2 +y2), a =S2 j4RfR~, b =-(ljRf + ljRDj2 Y e = (ljRf -ljRD. Los parámetros a, b, e se deben calcular a partir de datos experimentales {SA y Ss}. Entonces, para cada par de valores (Xm, ym) con m = 1,... , M au + bv + cxy + l = O where u = (x2 -y2) 2, V = (x2 + y2), a = S2 j4RfR ~, b = - (ljRf + ljRDj2 and e = (ljRf -ljRD. a, b, e must be calculated from experimental data {SA and Ss} Then, for each pair of values (Xm, ym) with m = 1, ..., M

del conjunto {SA y Ss} que generan la Figura de Lissajous, obtenemos una ecuación que se puede representar de forma matricial A*z = B of the set {SA and Ss} that generate the Lissajous Figure, we obtain an equation that can be represented in matrix form A * z = B

UI VI XIYI UI VI XIYI

U2 V2 X2Y2 U2 V2 X2Y2

(6)(6)

0)=( D,0) = (D,

UM VM XMYM UM VM XMYM

donde U1 =(xf -yf)2, V1 =(xf +yf) y así sucesivamente. Este sistema de ecuaciones lineales se puede resolver mediante un ajuste de mínimos cuadrados where U1 = (xf -yf) 2, V1 = (xf + yf) and so on. This system of linear equations can be solved by a least squares adjustment

T TT T

)-1)-one

z= ( A·A A·B (7) z = (A · A A · B (7)

y de esta forma se obtienen los parámetros a, b y c. A partir de estos valores se pueden obtener los mejores parámetros R1 y R2 para el ajuste, que por comparación resultan ser and in this way parameters a, b and c are obtained. From these values the best parameters R1 and R2 can be obtained for the adjustment, which by comparison turn out to be

2 -2 Rl = 2b-e 2 -2 Rl = 2b-e

(8)(8)

2 -2· R2 = 2b+c 2 -2 · R2 = 2b + c

En consecuencia, la elipticidad se obtiene mediante Consequently, ellipticity is obtained through

2 2c 2 -2c 2 2c 2 -2c

e =--o e =--(9)e = - or e = - (9)

2b+c 2b-c 2b + c 2b-c

dependiendo del signo de los parámetros. Para una de las ecuaciones (9) e resulta un valor positivo y para la otra un número complejo puro. Nos quedaremos como parámetro de elipticidad, e, con el valor positivo. depending on the sign of the parameters. For one of the equations (9) e a positive value results and for the other a pure complex number. We will remain as a parameter of ellipticity, e, with the positive value.

En la Figura 6 se muestra un ejemplo de ajuste de los datos obtenidos con la máscara 5 de la Figura 4 y con los parámetros a, b, y c obtenidos con este procedimiento para distintas distancias Az entre la fuente de luz y el plano focal de la lente 2. Se observa claramente que la elipticidad es un parámetro válido para medir el grado de colimación del haz y para buscar el grado de máxima colimación, que ocurre cuando Az = o. Figure 6 shows an example of adjusting the data obtained with the mask 5 of Figure 4 and with the parameters a, b, and c obtained with this procedure for different distances Az between the light source and the focal plane of the lens 2. It is clearly observed that ellipticity is a valid parameter to measure the degree of collimation of the beam and to look for the degree of maximum collimation, which occurs when Az = o.

Por otra parte, en la Figura 7 se muestra el ajuste de la ecuación (4) para dos casos obtenidos según el esquema de la Figura 1 y la máscara de la Figura 2. En la Figura 7a la distancia Zz es la que se corresponde a una autoimagen y en la Figura 7b la distancia Zz es distinta a la que se corresponde a una autoimagen. En ambas Figuras la forma de la Figura de Lissajous es muy distinta, ya que varía el parámetro s. No obstante el ajuste obtenido con la ecuación (4) es excelente para ambos casos. On the other hand, Figure 7 shows the adjustment of equation (4) for two cases obtained according to the scheme of Figure 1 and the mask of Figure 2. In Figure 7a the distance Zz is the one that corresponds to a self-image and in Figure 7b the distance Zz is different from that corresponding to a self-image. In both Figures the shape of the Lissajous Figure is very different, since the parameter s varies. However, the adjustment obtained with equation (4) is excellent for both cases.

Por lo tanto, otro aspecto de la invención se refiere a un método para determinar el grado de colimación de un haz de luz que incluye los siguientes pasos: Therefore, another aspect of the invention relates to a method for determining the degree of collimation of a light beam that includes the following steps:

a) hacer pasar el haz de luz a través del dispositivo de la invención, a) passing the light beam through the device of the invention,

b) obtener una Figura de Lissajous, b) obtain a Lissajous Figure,

c) determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous. c) determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure.

Para determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous así obtenida, se puede recurrir a la medición visual de dicha Figura o bien se puede procesar matemáticamente. En cuanto a la medición visual, el haz de luz estará colimado si la Figura de Lissajous es circular/cuadrada y no estará colimado si la Figura de Lissajous es elíptica/rectangular. Para la medición matemática se siguen los siguientes pasos: To determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure thus obtained, one can resort to visual measurement of said Figure or it can be mathematically processed. As for the visual measurement, the light beam will be collimated if the Lissajous Figure is circular / square and will not be collimated if the Lissajous Figure is elliptical / rectangular. For the mathematical measurement the following steps are followed:

d) obtener los datos de la matriz A (6), e) realizar el ajuste por mínimos cuadrados de la ecuación (7), f) obtener los parámetros R1 y R2 de la ecuación (8), g) obtener la elipticidad e según la ecuación (9). La invención también se refiere a un método para colimar un haz de luz que incluye los d) obtain the data of matrix A (6), e) perform the least-squares adjustment of equation (7), f) obtain the parameters R1 and R2 of equation (8), g) obtain the ellipticity e according to equation (9). The invention also relates to a method for collimating a light beam that includes

siguientes pasos: Next steps:

a) hacer pasar el haz de luz a través del dispositivo de la invención que incluye un elemento colimador 2, b) obtener una Figura de Lissajous, c) determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous bien mediante medición a) passing the light beam through the device of the invention that includes a collimator element 2, b) obtain a Lissajous Figure, c) determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure well by measurement

visual bien matemáticamente, visual well mathematically,

d) desplazar la fuente de luz 1 con respecto al elemento de colimación 2 a lo largo del eje óptico, e) monitorizar el parámetro de elipticidad e del paso c), f) detener el desplazamiento de la fuente de luz 1 cuando el parámetro e sea mínimo, teniendo en cuenta que los pasos c) y d) se realizan simultáneamente o d) displacing the light source 1 with respect to the collimation element 2 along the optical axis, e) monitor the ellipticity parameter e of step c), f) stop the movement of the light source 1 when the parameter e is minimum, taking into account that steps c) and d) are carried out simultaneously or

consecutivamente y que por mínimo se entiende el menor valor posible de la elipticidad consecutively and that by minimum the least possible value of the ellipticity is understood

a lo largo de la medida completa. Para realizar la medición matemática del grado de elipticidad de la Figura de Lissajous en el paso c) se siguen los siguientes pasos: throughout the full measure. To perform the mathematical measurement of the degree of ellipticity of the Lissajous Figure in step c) the following steps are followed:

i) obtener los datos de la matriz A (6), i) obtain the data from matrix A (6),

ii) realizar el ajuste por mínimos cuadrados de la ecuación (7), ii) perform the least-squares adjustment of equation (7),

iii) obtener los parámetros R1 y R2 de la ecuación (8), iv) obtener la elipticidad e según la ecuación (9) seleccionando el parámetro de elipticidad, e, con valor positivo. iii) obtain the parameters R1 and R2 of equation (8), iv) obtain the ellipticity e according to equation (9) by selecting the ellipticity parameter, e, with positive value.

Breve descripción de las Figuras Brief description of the Figures

Figura 1. Muestra, de forma esquemática, la configuración básica del dispositivo para colimar y del dispositivo para determinar el grado de colimación de un haz de luz, y la distribución de los diferentes componentes: 1 fuente de luz, 2 elemento de colimación, 3 red de difracción, 4 ventana con red de difracción, 5 máscara que contiene la multiplicidad de ventanas, 6 fotodetector, 7 matriz de fotodetectores y 8 elementos de procesamiento de datos. Se muestran la máscara 5, la matriz 7 de fotodetectores 6 y los elementos de procesamiento de datos 8 separados para una mejor comprensión pero en una realización podrían ir pegados, al menos la máscara 5 y los fotodetectores Figure 1. Shows, schematically, the basic configuration of the collimating device and the device to determine the degree of collimation of a light beam, and the distribution of the different components: 1 light source, 2 collimation element, 3 diffraction grating, 4 window with diffraction grating, 5 mask containing the multiplicity of windows, 6 photodetector, 7 array of photodetectors and 8 data processing elements. The mask 5, the matrix 7 of photodetectors 6 and the data processing elements 8 are shown separated for a better understanding but in one embodiment they could be glued, at least the mask 5 and the photodetectors

6. 6

Figura 2. Muestra, de forma esquemática, un ejemplo de máscara 5 para obtener la Figura de Lissajous, para el caso de 8 ventanas 4 duplicadas (16 en total) con la que se obtienen ocho puntos en la Figura de Lissajous. En este caso, las ventanas están duplicadas para una mayor robustez, aunque podrían no estarlo. Los números representan el desplazamiento lateral de cada red de forma que 360 resulta un desplazamiento de un periodo p. Figure 2. Shows, schematically, an example of mask 5 to obtain the Lissajous Figure, for the case of 8 duplicate windows 4 (16 in total) with which eight points are obtained in the Lissajous Figure. In this case, the windows are duplicated for greater robustness, although they may not be. The numbers represent the lateral displacement of each network so that 360 results in a displacement of a period p.

Figura 3. Ejemplo de distribución de intensidad en los fotodetectores para una fuente colimada utilizando la máscara 5 de la Figura 2. Figure 3. Example of intensity distribution in the photodetectors for a collimated source using mask 5 of Figure 2.

Figura 4. Ejemplo de Figuras de Lissajous para el caso de haz descolimado convergente y descolimado divergente, Figura 4a y Figura 4c respectivamente, y para el caso de haz colimado, Figura 4b. Cuando el haz está colimado la Figura de Lissajous presenta simetría. Este ejemplo se ha obtenido con la distribución de intensidad de la Figura 3. Figure 4. Example of Lissajous figures for the case of convergent and divergent declined faeced beam, Figure 4a and Figure 4c respectively, and for the case of collimated beam, Figure 4b. When the beam is collimated the Lissajous Figure presents symmetry. This example has been obtained with the intensity distribution of Figure 3.

Figura 5. Gráfica de la ecuación 1 donde se muestra un perfil de ajuste de la Figura de Lissajous. En la Figura 5a la relación entre ejes es la misma (haz colimado), y el factor de forma s varía para cada curva. En la Figura 5b la relación entre ejes es distinta (haz descolimado) y el factor de forma s varía para cada curva. Figure 5. Graph of equation 1 showing an adjustment profile of the Lissajous figure. In Figure 5a the relationship between axes is the same (collimated beam), and the form factor s varies for each curve. In Figure 5b the relationship between axes is different (beam declines) and the form factor s varies for each curve.

s s
Figura 6. Variación de elipticidad e (ecuación 9) en función de la distancia entre la fuente de luz 1 y el punto focal del elemento colimador 2, flz, para la máscara de la Figura 2. Conociendo el valor de la elipticidad podemos saber el grado de colimación del haz, por lo que se puede medir el grado de colimación del haz a partir de la elipticidad. Por otra parte, cuando se tiene flz = 0, entonces el haz está perfectamente colimado. Figure 6. Variation of ellipticity e (equation 9) as a function of the distance between the light source 1 and the focal point of the collimator element 2, flz, for the mask of Figure 2. Knowing the value of the ellipticity we can know the degree of collimation of the beam, so that the degree of collimation of the beam can be measured from the ellipticity. On the other hand, when you have flz = 0, then the beam is perfectly collimated.

10 10
Figura 7. Ejemplos de Figuras de Lissajous obtenidas con la máscara de la Figura 2 cuando el haz está perfectamente colimado para dos planos de observación Z2 distintos. En la Figura 7a, la distancia Z2 entre la red de difracción 3 y la máscara 5 con ventanas 4 es igual a un plano de Talbot de la red de difracción Z2 =p2lA, A =880 nm, p =110 f.lm . En la Figura 7b, esta distancia es Z2 = p2 lA + SOO¡.tm. Aunque la forma de Figure 7. Examples of Lissajous figures obtained with the mask of Figure 2 when the beam is perfectly collimated for two different observation planes Z2. In Figure 7a, the distance Z2 between the diffraction grating 3 and the mask 5 with windows 4 is equal to a Talbot plane of the diffraction grating Z2 = p2lA, A = 880 nm, p = 110 f.lm. In Figure 7b, this distance is Z2 = p2 lA + SOO¡.tm. Although the form of

la Figura de Lissajous cambie, y también lo haga el parámetro s, con la ecuación (9) se obtiene un valor de elipticidad igual para los dos casos. the Lissajous figure changes, and so does the parameter s, with the equation (9) an equal ellipticity value is obtained for the two cases.

lS lS
Figura 8. Ejemplo de máscara 5 cuando las ventanas 4 se ubican únicamente en 2 columnas separadas una distancia d del eje central. Cada una de las ventanas (rectángulos negros) contiene una red de difracción con desfases relativos. Figure 8. Example of mask 5 when windows 4 are located only in 2 separate columns a distance d from the central axis. Each of the windows (black rectangles) contains a diffraction grating with relative phase shifts.

Figura 9. Ejemplo de máscara 5 cuando las ventanas 4 se ubican en 4 columnas. Cada una de las ventanas (rectángulos negros) contiene una red de difracción con desfases relativos. Figure 9. Example of mask 5 when windows 4 are located in 4 columns. Each of the windows (black rectangles) contains a diffraction grating with relative phase shifts.

20 twenty
Figura 10. Ejemplo de máscara 5 cuando las ventanas 4 se disponen en una multiplicidad de columnas equiespaciadas. Cada una de las ventanas (rectángulos negros) contiene una red de difracción con desfases relativos. Figure 10. Example of mask 5 when windows 4 are arranged in a multiplicity of equally spaced columns. Each of the windows (black rectangles) contains a diffraction grating with relative phase shifts.

2S 2S
Figura 11. Ejemplo de máscara 5 cuando las redes de las ventanas 4 no están duplicadas. De esta forma se puede obtener un mayor número de puntos de la Figura de Lissajous. Figure 11. Example of mask 5 when the networks of windows 4 are not duplicated. In this way, a greater number of points can be obtained from the Lissajous Figure.

Figura 12. Resultados experimentales de elipticidad en función de la distancia LEDlente obtenidos con el Ejemplo 1. Figure 12. Experimental results of ellipticity as a function of the LED distance obtained with Example 1.

Modo de realización de la invención Embodiment of the invention

Una vez definida la geometría del sistema y el proceso de medida, a continuación se presentan ejemplos de dispositivos para medir el grado de colimación de un haz o colimar un haz. After defining the geometry of the system and the measurement process, the following are examples of devices to measure the degree of collimation of a beam or collimate a beam.

Ejemplo 1. Example 1.

Se fabricó un dispositivo para colimar y un dispositivo para determinar el grado de colimación de una fuente de luz 1 LEO de longitud de onda A, =880 nanometros (modelo HE8807SG de Hitachi), incluyendo, como elemento de colimación 2, una lente de focal 25 milímetros y diámetro 20 milímetros en el caso del dispositivo para colimar. El dispositivo incluía una red de difracción 3 de periodo p =110 micrometros, una máscara 5 que contenía 16 ventanas 4 situadas en dos columnas con una distancia de d =2 milimetros entre el eje central de la máscara 5 y el centro de las ventanas 4. Cada A collimating device and a device to determine the degree of collimation of a light source 1 LEO of wavelength A = 880 nanometers (Hitachi model HE8807SG) were fabricated, including, as a collimation element 2, a focal lens 25 mm and diameter 20 mm in the case of the device for collimation. The device included a diffraction grating 3 of period p = 110 micrometers, a mask 5 containing 16 windows 4 located in two columns with a distance of d = 2 millimeters between the central axis of the mask 5 and the center of the windows 4 . Every

una de las ventanas contenía una red de difracción de periodo p =110 micrometros con intervalos de desfase 360°/8. Las redes de difracción de las ventanas se encontraban duplicadas. Esta máscara se muestra en la Figura 2. Para la adquisición de datos se utilizaron fotodetectores 6 de silicio para infrarrojo de Osram -modelo Opto SFH2400Z 60°, colocando uno detrás de cada ventana 4. La máscara 5 se encuentra a una distancia de Talbot de la red de difracción 3, Zr =2· p2 / A, =27.5 milimetros. Para el one of the windows contained a diffraction grating of period p = 110 micrometers with phase lag intervals 360 ° / 8. The diffraction gratings of the windows were duplicated. This mask is shown in Figure 2. For data acquisition, infrared silicon photodetectors 6 from Osram were used - Opto model SFH2400Z 60 °, placing one behind each window 4. Mask 5 is located at a distance from Talbot the diffraction grating 3, Zr = 2 · p2 / A, = 27.5 millimeters. For him

tratamiento de dichos datos se utilizó un programa informático. La dependencia de la elipticidad de la Figura de Lissajous con la distancia entre la fuente de luz y el punto focal del sistema de colimación se muestra en la Figura 6. El mínimo corresponde a la situación óptima de colimación cuya Figura de Lissajous se muestra en la Figura 4b. El resultado experimental se muestra en la Figura 12. treatment of said data a computer program was used. The dependence of the ellipticity of the Lissajous Figure with the distance between the light source and the focal point of the collimation system is shown in Figure 6. The minimum corresponds to the optimal collimation situation whose Lissajous Figure is shown in the Figure 4b. The experimental result is shown in Figure 12.

Ejemplo 2. Example 2

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en el Ejemplo 1 pero utilizando un número de ventanas N= 24 dispuestas en dos columnas equidistantes a ambos lados del eje central de la máscara. La máscara se situó a dos distancias de Talbot de la red de difracción. El desfase entre las redes de difracción de las ventanas era en este caso 360°/24 y las ventanas estaban duplicadas. Devices identical to those described in Example 1 were manufactured but using a number of windows N = 24 arranged in two equally spaced columns on either side of the central axis of the mask. The mask was placed at two distances from Talbot of the diffraction grating. In this case, the difference between the diffraction gratings of the windows was 360 ° / 24 and the windows were duplicated.

Ejemplo 3. Example 3

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en el Ejemplo 2 sustituyendo la lente de colimación por un sistema de lentes, en el caso de los dispositivos para colimar, y no se duplicaron los desfases de las redes de difracción de las ventanas 4 de la máscara 5. En este caso los desfases fueron a intervalos 360°/16. Un ejemplo con 16 ventanas se muestra en la Figura 11. Devices identical to those described in Example 2 were manufactured by replacing the collimation lens with a lens system, in the case of collimating devices, and the phase differences of the diffraction gratings of the windows 4 of the mask 5 were not duplicated. In this case, the phase shifts were at intervals of 360 ° / 16. An example with 16 windows is shown in Figure 11.

Ejemplo 4. Example 4

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en el Ejemplo 2 con N=32 ventanas, situándolas en 4 columnas de 8 ventanas tal y como se muestra en la Figura 9. Como fuente de luz se utilizó un diodo LED de longitud de onda diferente: A =650 nanometros . Devices identical to those described in Example 2 were manufactured with N = 32 windows, placing them in 4 columns of 8 windows as shown in Figure 9. As a light source a LED of different wavelength was used: A = 650 nanometers.

Ejemplo 5. Example 5

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en el Ejemplo 2 con N=72 ventanas, pero situando las ventanas en 9 columnas, tal y como se muestra en la Figura 10. Como elemento colimador, cuando fue necesario incluirlo, se utilizó un Elemento Óptico Difractivo en lugar de una lente. Devices identical to those described in Example 2 were manufactured with N = 72 windows, but placing the windows in 9 columns, as shown in Figure 10. As a collimator element, when it was necessary to include it, a Diffractive Optical Element was used. instead of a lens.

Ejemplo 6. Example 6

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en los ejemplos 1-5 pero se usó una matriz bidimensional de fotodetectores para la adquisición de datos. En unos casos se utilizó una cámara CMOS -modelo DMK 72BUC02 de Imaging Source-y en otros una cámara CCD -modelo DMK 51AU02.AS de Imaging Source-. En estos casos, la máscara se simula mediante software, integrando la luz que lIega a los píxeles correspondientes de la cámara. Devices identical to those described in Examples 1-5 were manufactured but a two-dimensional array of photodetectors was used for data acquisition. In some cases we used a CMOS camera - model DMK 72BUC02 of Imaging Source - and in others a CCD camera - model DMK 51AU02.AS of Imaging Source-. In these cases, the mask is simulated by software, integrating the light that reaches the corresponding pixels of the camera.

Ejemplo 7. Example 7

Se fabricaron dispositivos idénticos a los descritos en el Ejemplo 2 utilizando como fuente de luz un diodo laser en lugar de un LED. Devices identical to those described in Example 2 were manufactured using a laser diode instead of an LED as the light source.

Ejemplo 8. Example 8

Se determinó el grado de colimación de un haz utilizando los dispositivos para tal fin que se describen en los Ejemplos 1-7. Se hizo pasar un haz de luz a través de cada uno de los dispositivos obteniendo una Figura de Lissajous. Observando en tiempo real la representación gráfica de la Figura de Lissajous obtenida en cada caso, se determinó de forma visual si el haz de luz estaba o no estaba colimado adecuadamente. Si la Figura de Lissajous resultaba circular/cuadrada el haz estaba adecuadamente colimado. The degree of collimation of a beam was determined using the devices for this purpose that are described in Examples 1-7. A beam of light was passed through each of the devices obtaining a Lissajous Figure. Observing in real time the graphic representation of the Lissajous Figure obtained in each case, it was determined visually whether or not the beam of light was properly collimated. If the Lissajous Figure was circular / square the beam was properly collimated.

5 Ejemplo 9. 5 Example 9.

Se determinó el grado de colimación de un haz utilizando los dispositivos para tal fin que se describen en los Ejemplos 1-7. Para ello se hizo pasar el haz de luz a través del dispositivo de la invención y se obtuvo una Figura de Lissajous. A continuación se obtuvieron los datos de la matriz A de la ecuación The degree of collimation of a beam was determined using the devices for this purpose that are described in Examples 1-7. For this, the light beam was passed through the device of the invention and a Lissajous Figure was obtained. Next the data of the matrix A of the equation was obtained

(6) (6)

que se resolvió mediante la inversa de Penrose para obtener el vector z =(a,b,c) which was solved by the Penrose inverse to obtain the vector z = (a, b, c)

(7) (7)

15 a continuación, de z se obtuvieron los parámetros R1 y R2 de la Figura de Lissajous 15 then, from z were obtained the parameters R1 and R2 of the Lissajous Figure

2 -2 Rl = 2b-e' 2 -2 Rl = 2b-e '

(8) (8)

2 -2 2 -2

m= 2b+e' m = 2b + e '

y se calculó la elipticidad de la Figura de Lissajous mediante la ecuación and the ellipticity of the Lissajous Figure was calculated by the equation

-2c -2 C

20 =--(9)20 = - (9)

2b-c 2b-c

Ejemplo 10. Example 10

Se colimó un haz de luz proveniente de una fuente de luz 1. Para ello se utilizaron los dispositivos que se describen en los Ejemplos 1-7 e incluyen un elemento de colimación 2. Se hizo pasar un haz de luz a través de cada uno de los dispositivos A beam of light from a light source 1 was collimated. For this purpose, the devices described in Examples 1-7 were used and included a collimation element 2. A light beam was passed through each of them. the devices

25 obteniendo una Figura de Lissajous. Observando en tiempo real la representación gráfica de la Figura de Lissajous se determinó de forma visual si el haz de luz estaba o no estaba colimado adecuadamente. Se desplazó la fuente de luz respecto al elemento de colimación 2, hasta que la Figura de Lissajous resultó circular/cuadrada, de manera que el haz quedaba adecuadamente colimado. 25 obtaining a Lissajous Figure. Observing in real time the graphic representation of the Lissajous Figure, it was determined visually whether or not the beam of light was properly collimated. The light source was moved relative to the collimation element 2, until the Lissajous Figure was circular / square, so that the beam was adequately collimated.

Ejemplo 11. Example 11

Se colimó un haz de luz proveniente de una fuente de luz 1 utilizando los dispositivos A beam of light coming from a light source 1 was collimated using the devices

5 que se describen en los Ejemplos 1-7 e incluyen un elemento de colimación 2. Se hizo pasar un haz de luz a través de cada uno de los dispositivos obteniendo una Figura de Lissajous y se representó en tiempo real la elipticidad de la Figura de Lissajous. Se fue desplazando la fuente de luz respecto al elemento de colimación 2, y monitorizando la elipticidad de la misma siguiendo el mismo método que se describe en el ejemplo 9, 5 which are described in Examples 1-7 and include a collimation element 2. A light beam was passed through each of the devices obtaining a Lissajous Figure and the ellipticity of the Lissajous. The light source was moved with respect to the collimation element 2, and monitoring the ellipticity thereof following the same method as described in example 9,

10 hasta encontrar el mínimo, es decir, ~z=O que correspondía con la posición de colimación óptima. El resultado experimental obtenido utilizando la configuración del Ejemplo 1 se muestra en la Figura 12. La incertidumbre en la distancia entre la fuente de luz 1 y el elemento colimador 2 resulta oz =O.087/-lm. La incertidumbre en la 10 until finding the minimum, that is, ~ z = 0 that corresponded to the position of optimal collimation. The experimental result obtained using the configuration of Example 1 is shown in Figure 12. The uncertainty in the distance between the light source 1 and the collimator 2 results in oz = 0.087 / -lm. The uncertainty in the

divergencia del haz calculada como oifgt; =D· oz / 2· 12 =1.4 flTad . beam divergence calculated as oifgt; = D · oz / 2 · 12 = 1.4 flTad.

Claims (23)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para determinar el grado de colimación de un haz de luz que comprende: 1. Device for determining the degree of collimation of a light beam comprising:
--
una red de difracción 3, a diffraction grating 3,
--
una máscara 5 que incluye N ventanas 4 cada una de ellas con una red de difracción, estando las redes de difracción de las ventanas 4 desfasadas entre sí, a mask 5 including N windows 4 each with a diffraction grating, the diffraction gratings of the windows 4 being out of phase with each other,
--
una matriz 7 de fotodetectores 6 cuyo número es, al menos, igual al número N de ventanas, an array 7 of photodetectors 6 whose number is at least equal to the number N of windows,
--
uno o más elementos de procesamiento de datos 8, one or more data processing elements 8,
donde el número de ventanas N 2:: 4 Y el desplazamiento entre las redes de difracción de cada ventana 4 es igual a 360o/N. where the number of windows N 2 :: 4 AND the displacement between the diffraction gratings of each window 4 is equal to 360o / N.
2. 2.
Dispositivo según la reivindicación 1 en el que la máscara 5 incluye 16 ventanas 4. Device according to claim 1 in which the mask 5 includes 16 windows 4.
3. 3.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que las ventanas 4 están duplicadas con el mismo desfase. Device according to any of the preceding claims in which the windows 4 are duplicated with the same offset.
4. Four.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la distancia d entre el eje óptico del haz de luz y el centro de la ventana 4 es la misma para todas las ventanas 4. Device according to any of the preceding claims, in which the distance d between the optical axis of the light beam and the center of the window 4 is the same for all the windows 4.
5. 5.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que las ventanas 4 están dispuestas en 4 o más columnas. Device according to any one of claims 1-3 in which the windows 4 are arranged in 4 or more columns.
6. 6.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los fotodetectores 6 se ubican en una distribución bidimensional. Device according to any of the preceding claims, in which the photodetectors 6 are located in a two-dimensional distribution.
7. 7.
Dispositivo según la reivindicación 6 en el que la distribución bidimensional es una cámara CMOS o una cámara CCD. Device according to claim 6 in which the two-dimensional distribution is a CMOS camera or a CCD camera.
8. 8.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los elementos para el procesamiento de datos 8 se seleccionan entre el grupo formado por: una placa electrónica, un microprocesador y un ordenador. Device according to any of the preceding claims, in which the elements for data processing 8 are selected from the group consisting of: an electronic board, a microprocessor and a computer.
9. 9.
Dispositivo para colimar un haz de luz que comprende: Device for collimating a beam of light comprising:
--
un elemento de colimación 2, a collimation element 2,
--
una red de difracción 3, a diffraction grating 3,
--
una máscara 5 que incluye N ventanas 4 cada una de ellas con una red de difracción, estando las redes de difracción de las ventanas 4 desfasadas entre sí, a mask 5 including N windows 4 each with a diffraction grating, the diffraction gratings of the windows 4 being out of phase with each other,
--
una matriz 7 de fotodetectores 6 cuyo número es, al menos, igual al número N de ventanas, an array 7 of photodetectors 6 whose number is at least equal to the number N of windows,
--
uno o más elementos de procesamiento de datos 8, one or more data processing elements 8,
donde el número de ventanas N ;::: 4. where the number of windows N; ::: 4. 1D. Dispositivo según la reivindicación 9 en el que el elemento de colimación 2 es una lente, un conjunto de lentes o un Elemento Óptico Difractivo. 1D. Device according to claim 9, in which the collimating element 2 is a lens, a set of lenses or a Diffractive Optical Element.
11. eleven.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-1 D en el que la máscara 5 incluye 16 ventanas 4. Device according to any of claims 9-1 D in which the mask 5 includes 16 windows 4.
12. 12.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-11 en el que el desplazamiento entre las redes de difracción de cada ventana 4 es igual a 36Do/N, donde N es el número de ventanas 4. Device according to any of claims 9-11, in which the displacement between the diffraction gratings of each window 4 is equal to 36Do / N, where N is the number of windows 4.
13. 13.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-12 en el que las ventanas 4 están duplicadas con el mismo desfase. Device according to any of claims 9-12, in which the windows 4 are duplicated with the same offset.
14. 14.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-13 en el que la distancia d entre el eje óptico del haz de luz y el centro de la ventana 4 es la misma para todas las ventanas 4. Device according to any one of claims 9-13 in which the distance d between the optical axis of the light beam and the center of the window 4 is the same for all the windows 4.
15. fifteen.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-13 en el que las ventanas 4 están dispuestas en 4 o más columnas. Device according to any of claims 9-13, in which the windows 4 are arranged in 4 or more columns.
16. 16.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-15 en el que los fotodetectores 6 se ubican en una distribución bidimensional. Device according to any of claims 9-15, in which the photodetectors 6 are located in a two-dimensional distribution.
17. 17.
Dispositivo según la reivindicación 16 en el que la distribución bidimensional es una cámara CMOS o una cámara CCD. Device according to claim 16 in which the two-dimensional distribution is a CMOS camera or a CCD camera.
18. 18.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 9-17 en el que los elementos para el procesamiento de datos 8 se seleccionan entre el grupo formado por: una placa electrónica, un microprocesador y un ordenador. Device according to any of claims 9-17, in which the elements for data processing 8 are selected from the group consisting of: an electronic board, a microprocessor and a computer.
19. 19.
Método para determinar el grado de colimación de un haz de luz que incluye los siguientes pasos: Method to determine the degree of collimation of a light beam that includes the following steps:
a) hacer pasar el haz de luz a través de un dispositivo según se define en las reivindicaciones 1-8, a) passing the light beam through a device as defined in claims 1-8, b) obtener una Figura de Lissajous, b) get a Lissajous Figure, c) determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous. c) determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure.
20. twenty.
Método según la reivindicación 19 en el que el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous se determina mediante medición visual. A method according to claim 19 wherein the degree of ellipticity of the Lissajous Figure is determined by visual measurement.
21. twenty-one.
Método según la reivindicación 19 en el que el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous se determina matemáticamente añadiendo los siguientes pasos: Method according to claim 19 in which the degree of ellipticity of the Lissajous Figure is mathematically determined by adding the following steps:
d) obtener experimentalmente los datos de la matriz A de la ecuación d) obtain experimentally the data of matrix A of the equation 'UI VI :l:IYI 'UI VI: l: IYI 11'2 V2 :1:2Y2 11'2 V2: 1: 2Y2
--
O) (;D O) (; D 'I.t!vf V!vf XAiYAl 'I.t! Vf V! Vf XAiYAl donde z=(a, b, e) se obtienen a partir de datos experimentales {SA y Ss} de las señales detectadas por los fotodetectores 6 y donde UI = (xi -yi)2 , VI = (xi +yi) y así sucesivamente, mediante la resolución de la ecuación where z = (a, b, e) are obtained from experimental data {SA and Ss} of the signals detected by the photodetectors 6 and where UI = (xi -yi) 2, VI = (xi + yi) and so on successively, by solving the equation e) obtener los parámetros R1 Y R2 de la ecuación e) obtain the parameters R1 and R2 from the equation 2 -2 2 -2 Rl = 21 ' Rl = 21 ' ) -C 2 -2 ) -C 2 -2 R2 = 2b R2 = 2b +c1 + c1 f) obtener la elipticidad e según la ecuación f) obtain the ellipticity e according to the equation 2e -2e2e -2e 2 22 2 e=--o e=-e = - or e = - 2b + e 2b -e seleccionando el parámetro de elipticidad, e, con valor positivo. 2b + e 2b -e selecting the ellipticity parameter, e, with a positive value.
22. Método para colimar un haz de luz que incluye los siguientes pasos: 22. Method to collimate a beam of light that includes the following steps: a) hacer pasar el haz de luz a través de un dispositivo según se define en las reivindicaciones 9-18, a) passing the light beam through a device as defined in claims 9-18, b) obtener una Figura de Lissajous, c) determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous, b) obtain a Lissajous Figure, c) determine the degree of ellipticity of the Lissajous Figure, d) desplazar la fuente de luz 1 con respecto al elemento de colimación 2, a lo largo del eje óptico, d) moving the light source 1 with respect to the collimating element 2, along the optical axis, e) monitorizar el parámetro de elipticidad e del paso c) e) monitor the ellipticity parameter e from step c) f) detener el desplazamiento de la fuente de luz 1 cuando el parámetro e sea mínimo, f) stop the movement of light source 1 when the parameter e is minimum, teniendo en cuenta que los pasos c) y d) se realizan simultáneamente o consecutivamente y que por mínimo se entiende el menor valor posible de la elipticidad a lo largo de la medida completa. taking into account that steps c) and d) are carried out simultaneously or consecutively and that the minimum value of the ellipticity is understood as the lowest possible value throughout the entire measurement.
23. 2. 3.
Método para colimar un haz de luz según la reivindicación 22 en el que el paso c) se realiza mediante medición visual. Method for collimating a light beam according to claim 22, wherein step c) is performed by visual measurement.
24. 24.
Método para colimar un haz de luz según la reivindicación 22 en el que el paso c) se realiza matemáticamente siguiendo los siguientes pasos: Method for collimating a light beam according to claim 22 in which step c) is carried out mathematically following the following steps:
i) obtener los datos de la matriz A de la ecuación i) obtain the data of matrix A from the equation Ul VI :r1Ul Ul VI: r1Ul U2 112 :1:2U2 U2 112: 1: 2U2
--
U) UD, U) UD, UM VM .1;MUM UM VM .1; MUM donde z=(a, b, e) se obtienen a partir de datos experimentales {SA y Ss} de las señales detectadas por los fotodetectores 6 y donde U1 = (xi -yi)2 , V1 = (xi + yi) y así sucesivamente, mediante la resolución de la ecuación where z = (a, b, e) are obtained from experimental data {SA and Ss} of the signals detected by the photodetectors 6 and where U1 = (xi -yi) 2, V1 = (xi + yi) and so on successively, by solving the equation T TT T )-1)-1 z= ( A·A A·B z = (A A A B ii) obtener los parámetros R1 y R2 de la ecuación ii) obtain the parameters R1 and R2 from the equation R2 _ -2 1 -2b -e' 2 -2 R2 _ -2 1 -2b -e '2 -2 R2 R2 = 2b + e' = 2b + e ' iii) obtener la elipticidad e según la ecuación iii) Obtain the ellipticity e according to the equation 2 2e 2 -2e 2 2e 2 -2e e = o e =-e = or e = - 2b+e 2b-e 2b + e 2b-e seleccionando el parámetro de elipticidad, e, con valor positivo. selecting the ellipticity parameter, e, with a positive value.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924953A (en) * 1974-12-18 1975-12-09 Us Navy Helix pitch monitor
US4498767A (en) * 1982-09-07 1985-02-12 Teletype Corporation Apparatus for measuring light
DE69117103T2 (en) * 1990-06-19 1996-06-27 Applied Materials Inc Device and method for measuring the etching rate
US8063379B2 (en) * 2006-06-21 2011-11-22 Avraham Suhami Radiation cameras
US9683841B2 (en) * 2012-09-07 2017-06-20 Apple Inc. Imaging range finder fabrication

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