FI116918B - Säteenmuokkaaja - Google Patents

Description

Säteenmuokkaaj a ' Keksinnön kohteena on säteenmuokkaaja, joka on ta tettu käytettäväksi kvasi-monokromaattisen valolä 5 yhteydessä ja, joka on valmistettu oleellisesti läpäisevästä materiaalista valon kulkua ohjaa läpäisyelementiksi valonsäteen/-säteiden pyöris seksi, ellipsoimiseksi, kollimoimiseksi, diverg seksi, konvergoimiseksi ja/tai vastaavaa tarkoi 10 varten ja, joka on valmistettu oleellisesti läpäisevästä materiaalista valon kulkua ohjaa läpäisyelementiksi, jossa on ainakin osittain hy netty binäärejä pintareliefityyppisiä diffraktii rakenteita, joiden hilaperiodit on optimoitu pi 15 ja poikittaissuunnan sekä optisen akselin su oleellisesti Braggin diffraktiogeometrian mukai maksimaalisen diffraktiotehokkuuden aikaansaami tai vastaavaa tarkoitusta varten.

20 Edellä esitettyyn tarkoitukseen on nykyise tunnettua käyttää esim. seuraavanlaisia läpäis menttirakenteita: a) refraktiiviset linssirakent • «9 ;v, b) diffraktiiviset linssirakenteet ja c) hybridir I. ** teet.

• ψ • · ψ • 25 * « ** • · «

Edellä mainittujen lisäksi on nykyisellään hyödyn * » ’···* myös ns. Braggin peiliä (Bragg reflector) , • · * yhteydessä käytetty konstruktio on osittain hei ja ja osittain valoa läpäisevä. Lisäksi on tunn IJ : 30 käyttää Braggin rakennetta valokuitusovellutuk ns. kuituhilana, joka toimii selektiivisenä ui o 2 Näin ollen erityisesti patentissa US 5,966,3 esitetty vertikaalikavi teetti laserin (VCSEL) yht€ integroitu Braggin peili tai ns. Fresnellin li mikä ei kuitenkaan muodosta varsinaista suojamati 5 puolijohteelle. Tässä yhteydessä ei ole esi kuitenkaan suoranaisesti massatuotantoon sove] ratkaisuja. Edelleen kansainvälisessä patenttihan sessa PCT/US98/17295 on esitetty puolijohdelasei integroitu säteenmuokkaaja, joka on erillinen 10 sielementti. Kyseinen linssi perustuu perinte refraktiivisiin ja diffraktiivisiin järjestelyin niistä muodostettuihin hybridirakenteisiin. yhteydessä esitetty linssielementti ei kuite muodosta yhdysrakenteista osaa valolähteen ke 15 eikä tässä yhteydessä ole millään tavalla edes vi tu Braggin ilmiön hyödyntämiseen. Edelleen pater US 607 550 on esitetty säteenmuokkaaja, joi erillinen sylinterilinssi, mikä perustuu ede refraktiivisiin tai diffraktiivisiin pintoihin, 20 on modifioitu lähinnä laserdiodien tuottaman vai torintaman muokkaamiseksi. Tässäkään yhteydessä e esitetty ensinnäkään millään tavalla valonlä * * ** kanssa yhdy s rakenteisia ratkaisuja, eikä tois § · · • ·" myöskään Braggin hilan hyödyntämistä.

: *·· 25 • · ·/·· Toisaalta em. tekniikkaan liittyviä ratkaisu:

löydettävissä myös patentista US 5,068,751 ja s laisesti patenttihakemuksesta FI 990079. E

*· · mainitussa esitetty rakenne on kompleksinen : 30 naisuus, joka koostuu vähintään kolmesta hilar • « » • «i * teestä. Dif f raktiivisten hilarakenteiden optimoin 3 hyödynnetyt hilarakenteet ovat kaikki Braggin hj Hilarakenteiden optimoinnissa ei näin ollen hyöd} ns. hybridiratkaisua, jolla saavutetaan maksimac diffraktiotehokkuus, koska Braggin hila ei ole 5 laisenaan optimaalinen kaikille valonsäteen kuin

Keksinnön mukaisen säteenmuokkaajan tarkoitukse saada aikaan ratkaiseva parannus edellä esite tekniikkaan ja siten kohottaa oleellisesti c 10 vaikuttavaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoit toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle säteenmuokke le on pääasiassa tunnusomaista se, että säteenmuc ja on järjestetty valolähteeseen yhdysrakentei integroidulla, siitä valonsädettä/-säteitä vä] 15 mästi edelleen ohjaavalla läpäisyelementillä, ainakin yksi pintaprofiili on ainakin osittain mu tettu Braggin di ffraktiogeometrian mukaisesti.

Keksinnön mukaisen säteenmuokkaajan tärkeimpinä € 20 mainittakoon sen ideaali rakenne sekä teoreetti tarkasteltuna että myös käytännön sovellutut jolloin valolähteeseen yhdysrakentei seksi integrc • · : la säteenmuokkaajalla on saavutettavissa paras ma ·· 1 t .* linen teoreettinen hyötysuhde hyödynnettäessä Bz ·· , : 1·* 25 ilmiötä erityisesti linssimäisten läpäisyelement » 1 :/·· kenteiden mallintamisessa. Lisäksi keksinnön mut :***: säteenmuokkaajan yhdysrakentei suus mahdoll ·1”: äärimmäisen tehokkaan massatuotannon sekä käyt • · m kannalta mahdollisimman yksinkertaiset, tehokka : 30 kestävät optiset rakenteet. Keksinnön ansiosi « 1 ♦ 11—1 mahdollista parantaa myös esim. ledien ja reun 4

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollist yksityiskohtaisesti samalla oheisiin piirustu viittaamalla, jolloin 5 kuvissa 1-5 on esitetty lähinnä Braggin ilmiön sov mistä koskevaan selvitykseen liittyviä k toja, ja 10 kuvissa 6-12 on esitetty erilaisia keksinnön muk säteenmuokkaajan edullisia toteutusvaih toja.

15 Keksinnön kohteena on säteenmuokkaa ja, joka on ta tettu käytettäväksi kvasi-monokromaatti sen valolä 1 yhteydessä ja, joka on valmistettu oleelli valoa läpäisevästä materiaalista valon kulkua o vaksi läpäisyelementiksi 3 valonsäteen/-säteic 20 pyöristämiseksi, ellipsoimiseksi, kollimoimis divergoimiseksi, konvergoimiseksi ja/tai vast .. tarkoitusta varten ja, joka on valmistettu oleell ti valoa läpäisevästä materiaalista valon k I * » » • ·* ohjaavaksi läpäisyelementiksi 3, jossa on ai • · , : *·· 25 osittain hyödynnetty binäärejä pintareliefityyp • · V·: di f fraktiivisia rakenteita, joiden hilaperiodi i optimoitu pituus- ja poikittaissuunnan sekä op :***: akselin suhteen oleellisesti Braggin di f fraktioge «44 rian mukaisesti maksimaalisen diffraktiotehokk : .·. 3 0 aikaansaamiseksi tai vastaavaa tarkoitusta va • 4 4 Säteenmuokkaaia 3 on -iär-iesl-eM-v vai oi äht.epRe 5

Seuraavassa on selitetty keksinnön perusaja selvittämällä Braggin ilmiötä oheisiin kuvii viitaten. Kuva 1 esittää puhtaasti diffrakti: elementtiä tasomaisella pinnalla, eli kuvai 5 metriaa 1:1. Valolähde 1 on esim. laser tai LED, yhteydessä on matriisi 2, minkä taitekerroin diffraktiivinen linssi 3 ja monimoduulikuidun y< Jotta kuvausgeometria 1:1 toteutuisi, vaaditaan 10 b = a/n (1 ja n tan 0X = tan θ2. (2

Diffraktiivisen linssin lokaali hilaperiodi 15 missä r on etäisyys optiselta akselilta, mää] hilayhtälöstä sin 02 = n sin θλ - X/d(r) , (2 missä X on aallonpituus. Yhtälöä 3 käyttäen s< 20 lokaali periodi siis joka paikassa ratkaistua.

,, Tiedetään mm. lähteiden: E. Noponen, J. Turunei * * # , A. Vasara, "Parametric optimization of mult.

• * ψ ·" diffractive optical elements by electroma( :25 theory,“ Applied Optics 31, 5010-5012 (1992) ja

* I

E. Noponen, j. Turunen, and A. Vasara, ".Electro; * · « j ϊ,..· tic theory and design of diffractive-lens arre

Journal of the Optical Society of America A 10, 443 (1993) pohjalta, että diffraktiivisen fokusc : /. 30 tai kollimointilinssin optimaalinen pintaprc **# ♦ 6 M.R. Taghizadeh, and E. Noponen, "Bragg hologram: binary synthetic surface-relief profile, " C Letters 18, 1022-1024 (1993) mukaisesti, muti linssien tapauksessa. Silloin linssin keskic 5 käytetään normaalia diffraktiivista rakennetta, reunoilla binäärisiä Bragg-rakenteita, joit optimoitu edelleen esim. lähteessä E. Noponen e Turunen, n Binary high-frequency-carrier di f f ra optical elements: electromagnetic theory, " Jourr. 10 the Otpical Society of America A 11, 1097-1109 (1

Kuva 2 esittää tyypillistä diffraktiivista hilar netta (joka esiintyy kuvien 1, 3 ja 4 pinnoissa), modifioidaan Braggin ehdon mukaisesti. Kulmat 15 Öi ja θ2 ovat samat kuin kuvassa 1, d on edelleen lokaali periodi, c harjanteen leveys ja h sen kor Jos Braggin ehdot n sin 0! = -sin θ2 = A/2d (4) 20 toteutuvat ja lokaali hilaperiodi on välillä 0.5λ < d < 2λ, on mahdollista valita parametrit .. h siten, että hilan diffraktiohyötysuhde on eri * * ;e " korkea. Käytännössä siis Braggin hilaa voidaan \ '·1 tää, jos θ2 > 15°.

: ’·· 25 Φ · ·/: Vertaamalla em. yhtälöitä (2) ja (4) havaitaan,

In

Braggin ehto 4 toteutuu vain approksimatiivi kuvan 1 geometrissa. Approksimaatio on voi silloin, kun sin ΘL « tan 0! ja sin θ2 ~ tan θ2 : j*. 30 virhettä esiintyy erityisesti suurilla tulokulmi II· · .··* Braaain ehdon ei kuitenkaan tarvitse olla tar 7 Tällöin saadaan yhtälön (1) sijasta (1 - n2 sin2 θ^)1 2 3 4 5^

Jb = a ___ . {$] 5 n cos θ^χ

Vaihtoehtoisesti 0max voidaan korvata sellai nollasta eroavalla, intensiteettijakauman muo riippuvalla tulokulmalla, jonka valinnassa kokc 10 diffraktiotehokkuus maksimoituu.

Kuvan 1 linssiä voidaan periaatteessa modi f siten, että keskellä käytetään refraktiivista Iin kun taas diffraktiivista linssiä käytetään vain ^ 15 asteen tulokulmilla, missä Braggin hilalla on hyötysuhde. Kuvassa 3 on esitetty tällainen rak säde Rl etenee refraktiivisen ja säde R2 diffrakt sen pinnan kautta. Ratkaisu on järkevä RC-LE mutta huonompi laserille, koska diffraktiivist 20 refraktiivisen osan raja aiheuttaa paikkakoheren kenttään häiriöitä.

* ·* 2 | *,, Kuva 4 esittää tilannetta, jossa kuvausgeom * · * | ·* poikkeaa huomattavasti kuvausgeometriasta 1:1 i · ! 25 kuitua on viety kauemmas linssistä, jolloin * « 3 *.*·: voidaan kytkeä sisälle pienemmän numeerisen apert 4 5.,.! omaavaan kuituun) . Tässä kuvannossa on hybridi li :***: refraktiiviselle pinnalle 1 valmistettu diffrakt «9« nen rakenne. Hybridirakennetta käytetään siksi, 5 30 kulma θ2 kuvan 4 kohdassa II on nyt pienempi .···, kuvassa 1, mutta Braggin ehdon on silti toteudu 8 Tämän jälkeen on määritettävä linssin lokaali pe paikan funktiona, mikä on myös edellä esitetyn pc ta ratkaistavissa. Pinnan kaarevuus on pieni verr na siihen, että käytettäisiin puhtaasti refraktii 5 pintaa, joten myös Fresnel-häviöt pienenevät merk västi. Tässäkin yhteydessä on linssin keskellä ma lista käyttää puhtaasti refraktiivista ratk kuten kuvassa 3 on esitetty.

10 Kuva 5 esittää tapausta, jossa linssirakenne 3 d goi valosäteitä (eli säteen tulokulma linssirake seen on pienempi kuin sen lähtökulma).

Toisaalta keksinnön mukaisessa säteenmuokkaajas 15 pyrkimyksenä erityisesti optisen puolijohdekomp tin, kuten esim. RC-LEDin tai VCSELin 1 tuot säteilykentän kollimointi, muodon muokkaus kauk tässä ja syöttäminen esim. optiseen kuituun dif tiivisen tai hybridielementin avulla. Täll 20 elementti on esim. valettavissa suoraan RC-LEDi VCSELin ympärille tai päälle siten, että se sa ,, kattaa ko. elementin hermeettisesti.

• · • **

B

* · Ψ ! ·* Seuraavassa esitetään edelleen tarkempaa anal « · : ·· 25 keksinnön perusteista. Ensimmäisessä approksimaat * * ·/·· {joka on jo sellaisenaan todennäköisesti rii ί : teollisiin sovelluksiin) voidaan olettaa kohere

• M

S*’*: teorian pohjalta seuraavaa: «·· : .% 30 1. Valolähteen Braggin rakenteen välissä si B # · ·· · 9 3 . Lähde voidaan olettaa globaalisti epäkol tiksi (kvasihomogeeniseksi), jolloin s< pisteistä lähtevät koherentit Bessel-säteet interferoivat lähes destruktiivii 5 Näiden olettamusten perusteella on mahdollista J tää teoria optisen puolijohdekomponentin tuott osittain koherenttien säteilykenttien etenemis mikä puolestaan mahdollistaa optimaalisen opt 10 elementtien suunnittelun sen olettamuksen pöh: että säteilykenttä on approksimatiivisesti osi koherentti kartioaalto.

Edellyttäen, että optisen puolijohdekompor 15 säteilevää kenttää voidaan mallintaa osittain koi tiliä Bessel-Gauss kentällä, voidaan varsin he] suunnitella tasopinnalle valmistettavia diffrakt siä elementtejä, joilla näitä kenttiä voidaan l· moida, niiden kaukodiffraktiojakaumia voidaan mi 20 halutun intensiteettijakauman saavuttamiseksi, niiden optinen teho voidaan ohjata esim. opt I kuituun. Lähteen täsmällisillä paikkakoherenssion * * • ** suuksilla ei liene suurta vaikutusta teoreet ·· i t * * : .* mallin muodostamiseen.

Γ*·· 25 * * !/*· Tarkastellaan aluksi valon kytkemistä valoläht Γ*]: optiseen monimoodikuituun, jollaisista hyvänä esi ;*’** kina ovat muovikuidut.

** * : 30 Jos valolähteen säteilykentän numeerinen apertui < « » ««« * ...

ίο vasti: linssi on keskeltä tavallinen mikro-Fi linssi eli sen profiili on jatkuva. Suurilla tu] millä, joissa valolähteen valoteho on suuri] tällaisen linssin diffraktio-hyötysuhde teoreett 5 tikin huono, eikä nykyinen valmistusteknologia mahdollista teoreettisten rajojen saavuttamista sijaan keksintö mahdollistaa binääristen rakent käytön, joilla Braggin tulokulmassa on erinon teoreettinen höytysuhde (jopa 97-98%) ja j 10 valmistuskin on nykyteknologialla mahdollista, \ lokaali hilaperiodi on valon aallonpituuden s uv luokkaa. Linssi on valmistettavissa normaaliin t elektronisädelitografiällä resistiin ja sen je tekemällä nikkelipainolevy, jota voidaan ke 15 valumuotissa.

Jos kuvageometria on muu kuin 1:1, tilanne mut* hieman. Näin käy silloin, kun kuidun numee apertuuri on pienempi kuin valolähteen säteily* 20 numeerinen apertuuri ja varsinkin silloin, kun halutaan kollimoida eikä kytkeä kuituun. Tässä t teessä Braggin ehdon toteutuminen (mikä on edel i *. / binäärisen linssin hyvälle hyötysuhteelle) \ «a * • ·* pinnan, jolla diffraktiivinen rakenne sijai 1 ·" 25 taivuttamista. Diffraktiivinen rakenne valmist * * ·/·· siis asfääriselle refraktiiviselle pinnalle, * * · ϊ,,.ϊ kyseessä on hybridirakenne (joka tosin toteut täysin eri syistä kuin nykyisellään olemassa ole ratkaisuissa). Nykyisen tietämyksen mukaan on p : 3 0 kaarevuus varsin pieni verrattuna puhtaasti refra · * · ·*· xTi RPn r>i πτίλπ Vaamnnil-ee n n nfon rii f i 11 kopioitavissa esim. valumuotissa käytettäväksi nikkelish:

Edellä kuvattu tekniikka soveltuu siis tapaul joissa kuvapuolen numeerinen apertuuri on sui 5 (tai pienempi) kuin objektipuolen numeerinen ap< ri. Kuitukytkennässä on vielä muistettava se raj< että erityisesti valolähteen on oleellisesti ep< rentti lähde, joten sen aktiivisen alueen kuv mahduttava kuidun ytimen halkaisijan sisälle. K\ 10 sessa tarvittava suurennus ei siis voi olla mie! täisen suuri. Sama tekniikka käy myös valon köli: tiin, missä tapauksessa pinnan kaarevuussäde saa·' maksimiarvonsa.

15 Toisaalta, mikäli kollimoidun säteen kaukodiJ

tiokuviota halutaan muokata esim. suorakulma: valaistun alueen saavuttamiseksi, on myös täir teutettavissa periaatteellisesti yksinkerta: I tavalla esim. muuttamalla diffraktiivisen rake 20 lokaalia periodia paikan funktiona siten, et tuottaa kenttään hallitusti aberraatiota.

* B

i ’** Edellä esitettyyn viitaten on keksinnön edull * ψ » * V sovellutuksena säteenmuokkaajan, jonka valonsc « *·· 25 ohjaavan läpäisyelementin 3 kuvausgeometria on pintaprofiili 3' järjestetty tasopinnalle diffrc B * ·“’· visesti siten, että valonsäteen/-säteiden R, f*» .··*. ka/joiden tulokulma ylittää 5° - 30°, sopivimmii * e ohjaus on järjestetty diffraktiivisella Bi . * 30 hilarakenteella.

* * » • B «

B * B B

12 valonsäteen/-säteiden R, joiden tulokulma on yli 40°, sopivimmin 3 O0/ vastaavasti diffraktii Braggin hilarakennetta käyttämällä.

5 Edelleen edullisena sovellutuksena on säteenmuo jän, jossa valonsäteen/-säteitä R ohjaavan läpäis mentin kuvausgeometria poikkeaa oleellisesti suht 1:1, pintaprofiili 3 ’ järjestetty hybridirakentei siten, että diffraktiivinen Braggin hilarakem 10 muodostettu asfääriselle tai pallomaiselle refra viselle pinnalle Braggin ehdon toteuttamiset korkean diffraktiohyötysuhteen saavuttamiseksi.

Edelleen edullisena sovellutuksena on säteenmuok 15 integroitu kvasi-monokromaattiseen valolähtee Tällöin säteenmuokkaaja on järjestetty suoraan lähteen 1 pintaan ja/tai sen ympärille yhdysrake sesti esim. kuvissa 6-8 esitetyin periaattein s että se muodostaa samanaikaisesti valolähte 20 ainakin osittain kattavan suojamatriisin.

te Edelleen edullisena sovellutuksena on säteenmuok • ’* integroitu kvasi-monokromaattiseen valolähtee · I vaihtoehtoisesti siten, että se on järjestetty ·· : *·· 25 kaanisella liitännällä ja/tai kemiallisella liitä » · i.*·* lä, kuten optisesti kirkkaalla nanomeeri-tyyppi :***: kiinnikkeellä ja/tai vastaavalla valolähteen ] ··* teyteen, kuten sen pintaan ja/tai sen ympä ♦ ·· erillisenä elementtinä, kuten ohuena kalvona, pin ; .·. 30 teenä, linssinä tai vastaavana siten, että se mu • * * \···* taa valolähteen 1 ainakin osittain kattavan suoj

V

13 tilaserin (VCSEL) , muun puolijohdediodin ; laserin ja/tai vastaavan säteilykenttien ja int teettijakaumien muokkaukseen. Valolähteeksi on ke tava myös optiset kuidut {esim. tietoliikennevei 5 joiden liitäntä-/poikkileikkauspinnoissa vc käyttää keksinnön mukaista säteenmuokkaajaa eril] elementtinä tai yhdysrakenteisesti.

Toisaalta vaihtoehtoisena ratkaisuna on säteenmuc 10 ja tarkoitettu erityisesti kahden tai useamman lähteen 1 tai esim. kuvassa 12 esitetyn valolähc riisin 1', kuten led- ja laser-matriisin j vastaavan säteilykenttien ja intensiteettijake muokkaukseen.

15 Säteenmuokkaaja on valmistettu edullisena sovell sena oleellisesti optisesti kirkkaasta materiaal kuten nanomeerista, polymeeristä, elastomeei keraamista ja/tai vastaavasta materiaalista, 20 toimii eristävänä, sähköä johtamattomana rakente* jonka viskositeetti on optimoitu käytettävän ve tusmenetelmän vaatimusten mukaiseksi.

• · • « ♦ ·· • Toisaalta vaihtoehtoisena ratkaisuna säteenmuok • *·. 25 on valmistettu yhdestä tai useammasta oleelli optisesti kirkkaasta materiaalista, kuten nanome • « ;***· ta, polymeeristä, elastomeerista tai vastaan .·*·. rakenteeksi 3", joka on ainakin osittain sähköä j I lämpöä johtava erilaisten lisäominaisuuksien saav . · 30 miseksi, kuten valolähteen 1 virrant • t « *·*.· den/valointensiteetin lisäämiseksi, valosäteen 14 käytetty tasomaista ja/tai monimuotoista painole ja/tai inserttiä, jonka mallinnuksessa käyte elektronisäteellä, lasersädekirjoittimella j vastaavalla mallinnettu pintaprofiili 3 * on repii 5 valmistettavan tuotteen yhteyteen.

On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esite hin tai selitettyihin sovellutuksiin vaan sitä vc keksinnön perusajatuksen puitteissa muunnella mon 10 kin tavoin. Lisäksi keksinnön mukaisia rakenn kaisuja on mahdollista hyödyntää mm.: lyhyiden ja keskipitkien tietoliikenneverk pulssilähteissä/-lähettimissä (esim. HC-LEDit/VC£ merkinanto- ja singaalilähteissä/-lähetti 15 (esim. led-vilkkuvalot) informatiivisissa lähteissä/-lähettimissä { opastekuviot) valolähteissä/-lähettimissä (esim. led-/l valaisimissa) 20 - valolähdematriiseissa (esim. led-näytöt) - optoelektronisissa komponenteissa (esim. integr CCD-kennot).

** * ft ft Ift • ft ft « « * i ♦ · ♦ · ·· * * • ·* • ft • · · • il • i • · • «

Ml • * i » • ftft ft ft • · « • ft ft ft·· · ft ·· ft ·

Claims (8)

1. Säteenmuokkaaja, joka on tarkoitettu kä 5 täväksi kvasi-monokromaattisen valolähteen (1) teydessä erityisesti valonsäteen/-säteiden (R) py tämiseksi, ellipsoimiseksi, kollimoimiseksi, dive miseksi, konvergoimiseksi ja/tai vastaavaa tarkoi varten ja, joka on valmistettu oleellisesti 10 läpäisevästä materiaalista valon kulkua ohjaa läpäisyelementiksi (3), jossa on ainakin osi hyödynnetty binäärejä pintareliefityyppisiä dif tiivisia rakenteita, joiden hilaperioidit on opti pituus- ja poikittaissuunnan sekä optisen ak 15 suhteen oleellisesti Braggin diffratiogeome mukaisesti maksimaalisen dif fraktio tehokkuuden ai saamiseksi tai vastaavaa tarkoitusta varten, tun siitä, että säteenmuokkaaja (3) on järjestetty lähteeseen (1) yhdysrakenteisesti integroidulla, 20 valonsädettä/-säteitä (R) välittömästi ede ohjaavalla läpäisyelementillä (3’), jonka ainakin pintaprofiili on ainakin osittain muodostettu Br ** : · diffraktiogeometrian mukaisesti. «· · • « « • » * * * 4 ! *♦* 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säteenmuo ja, jonka valonsäteitä ohjaavan läpäisyelementii » * ;*'** kuvausgeometria on 1:1, tunnettu siitä, että sä * e* .··*. muokkaajan pintaprof iili (3 1 ) on järjestetty tas nalle diffraktiivisesti siten, että valonsät . . 30 säteiden (R), jonka/joiden tulokulma ylittää 5° - » * t sopivimmin 15°, ohjaus on järjestetty ainakin osi » 4 valonsäteen/-säteiden (R) , jonka/joiden tulokuli alle 15° - 40°, sopivimmin 30°, ohjaus on järjes refraktiivisella linssillä, ja valonsäteen/-sät (R) , jonka/joiden tulokulma on yli 15° - 40°, sop 5 min 30°, vastaavasti ainakin osittain diffraktii Braggin hilarakennetta käyttämällä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säteenmuo! ja, jossa valonsäteen/-säteitä (R) ohjaavan 10 päisyelementin (3) kuvausgeometria poikkeaa ole< sesti suhteesta 1:1, tunnettu siitä, että säteeru kaajan pintaprofiili {3 ') on järjestetty hybridir. teisesti siten, että diffraktiivinen Braggin hi: kenne on muodostettu asfääriselle tai pallomai: 15 refraktiiviselle pinnalle Braggin ehdon toteuttam si ja korkean diffraktiohyötysuhteen saavuttamasi

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksist. mukainen säteenmuokkaaja, joka on integroitu k1 20 monokromaattiseen valolähteeseen (1), tunnettu s: että säteenmuokkaaja on järjestetty suoraan val< teen (1) pintaan ja/tai sen ympärille yhdysrake] • · * ** sesti siten, että se muodostaa samanaikaisesti 1 * ; V lähteen (1) ainakin osittain kattavan suojamatri; f*.. 25

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen säteenmuokkaaja, joka on integroitu k1' ·*♦ .···. monokromaattiseen valolähteeseen (1), tunnettu s: että säteenmuokkaaja on järjestetty mekaanii • . 30 liitännällä ja/tai kemiallisella liitännällä, ] « · · optisesti kirkkaalla nanomeeri-tyyppisellä kiii

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksist mukainen säteenmuokkaaja, joka on integroitu k monokromaattiseen valolähteeseen (1), tunnettu s että säteenmuokkaa ja on tarkoitettu yhden tai use 5 yksittäisen valolähteen (1), kuten ledin, orgaa ledin, resonanssikaviteettiledin (RC-LED), vertik kaviteettilaserin (VCSEL), muun puolijohded j a/tai laserin j a/tai vastaavan säteilykenttit intensiteettijakaumien muokkaukseen. 10

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säteenmuo ja, tunnettu siitä, että se on tarkoitettu kahde useamman valolähteen (1) tai valolähdematriisin kuten led- ja laser-matriisin ja/1 tai vastaavan s 15 lykenttien ja intensiteettijakaumien muokkauksen 1 Jonkin edellisistä patenttivaatimuksist mukainen säteenmuokkaaja, tunnettu siitä, että valmistettu oleellisesti optisesti kirkkaasta ma 20 aalista, kuten nanomeerista, polymeeristä, elast rista, keraamista ja/tai vastaavasta materiaal joka toimii eristävänä, sähköä johtamattomana r • I • ** teenä (3), jonka viskositeetti on optimoitu käyt »· · : .* vän valmistusmenetelmän vaatimusten mukaiseksi. j\. 25 ίβ*.* 10. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksist mukainen säteenmuokkaa ja, tunnettu siitä, että .**·. valmistettu yhdestä tai useammasta oleelli optisesti kirkkaasta materiaalista, kuten nanome • β·β 30 ta, polymeeristä, elastomeerista tai vastaav « * * 'HS rakenteeksi (3") joka on ainakin osittain s

11. Jonkin edellisistä patentti vaat imuksi st; mukainen säteenmuokkaaja, tunnettu siitä, ett-massatuotannossa, kuten ruiskuvalussa, reaktion: valussa, valussa, kuumamartioinnissa, ruiskutuks 5 pinnoituksessa, silkkipainossa ja/tai vastaavas käytetty tasomaista ja/tai monimuotoista painole ja/tai inserttiä, jonka mallinnuksessa käyte elektronisäteellä, lasersädekirjoittimella j vastaavalla mallinnettu pintaprofiili (3') on i 10 koitu valmistettavan tuotteen yhteyteen. i i 9 9

9 I· • t» · 9. f • 9 9 9 M 9 « 9 9# • i 9 9 · 9 « «9 9 9 999 9 · 9 9 9 99 999 < 9 • · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9*9 9 1 99 9 9