KR20070057648A - 광 제어 장치 - Google Patents

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KR20070057648A
KR20070057648A KR1020060078383A KR20060078383A KR20070057648A KR 20070057648 A KR20070057648 A KR 20070057648A KR 1020060078383 A KR1020060078383 A KR 1020060078383A KR 20060078383 A KR20060078383 A KR 20060078383A KR 20070057648 A KR20070057648 A KR 20070057648A
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리쏘췐코 비탈리
미하일로프 악렉세이
미클리아예프 유리
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헨처-리쏘췐코 파텐트페어발퉁스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 제어될 광이 적어도 부분적으로 통과할 수 있는 렌즈 수단의 제 1 어레이(1); 상기 렌즈 수단의 상기 제 1 어레이(1)의 개별 렌즈 수단을 통과하는 광의 위상을 변화시킬 수 있는 위상 변화 수단의 제 1 어레이(3); 상기 위상 변화 수단(4)에 의해 위상 변화된 광이 적어도 부분적으로 통과할 수 있는 렌즈 수단의 제 2 어레이(9)로서, 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 볼 때 렌즈 수단의 제 2 어레이(9)의 영역 내에 상기 제어될 광(6)의 다수의 국부적 강도 최대치가 발생할 수 있도록 장치 내에 배치된, 상기 렌즈 수단의 제 2 어레이(9); 상기 렌즈 수단의 제 1 어레이(1)와 렌즈 수단의 제 2 어레이(9) 사이에 배치된 제 1 렌즈 수단(5); 및 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 렌즈 수단의 제 2 어레이(9) 사이에 배치된 제 2 렌즈 수단(22);을 포함하는 광 제어 장치에 관한 것이며, 본 발명에 따라 상기 위상 변화 수단의 상기 제 1 어레이(3)는 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 제 2 렌즈 수단(22) 사이에 배치된다.

Description

광 제어 장치{DEVICE FOR CONTROLLING LIGHT}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 광 제어 장치, 상기 장치의 용도 및 청구항 31의 전제부에 따른 광 제어 방법에 관한 것이다.
정의: 제어될 광의 전파 방향은 특히 광이 평면파가 아니거나 또는 적어도 부분적으로 발산되는 경우 광의 중간 전파 방향을 의미한다. 광빔, 부분 빔 및 빔은, 달리 표현되지 않는다면 기하학적 광학 시스템의 이상적인 빔이 아니라, 실제 광빔, 예컨대 매우 작은 빔 횡단면이 아니라 확대된 빔 횡단면을 가진 가우스 프로파일의 레이저 빔을 의미한다.
상기 방식의 장치는 US 6,341,136 B1에 공지되어 있다. 거기에 개시된 장치의 경우, 위상 변화 수단의 제 1 어레이는 렌즈 수단의 제 1 어레이 바로 뒤에, 특히 대략 그 출력측 초점 평면 내에 배치된다. 또한, 위상 변화 수단의 제 2 어레이가 제공되며, 렌즈 수단의 제 2 어레이 바로 전에, 특히 대략 그 입력측 초점 평면 내에 배치된다. 양볼록 렌즈로서 형성된 제 1 렌즈 수단에 의해, 위상 변화 수단의 제 1 어레이의 평면에서 강도 분포가 위상 변화 수단의 제 2 어레이의 평면 내로 푸리에 변환된다. 위상 변화에 의해 렌즈 수단에 대해 횡으로 약간 변위될 수 있는 강도 최대치가 렌즈 수단의 제 2 어레이 전에 발생하기 때문에, 상기 방식의 장치에 의해 광빔이 비교적 큰 각 만큼 매우 신속하게 편향될 수 있다. 상기 변위는 렌즈 수단에 매우 근접으로 인해 큰 각 만큼의 편향을 제공한다.
상기 방식의 장치에서의 단점은 위상 변화 수단의 제 1 어레이의 평면 내로 레즈 수단의 제 1 어레이에 의한 이미징이 사용된 광의 파장에 의존하기 때문에, 광대역의 레이저 광원, 예컨대 반도체 레이저가 사용될 수 없다는 것이다. 매우 상이한 파장을 가진 광에서, 예컨대 반도체 레이저에서, 위상 변화 수단의 제 2 어레이의 평면 내로 변환된 강도 분포가 상이한 파장에 대해 상이한 장소에 최대치를 갖기 때문에, 상이한 파장에 대한 빔의 편향이 상이한 방향으로 이루어진다.
본 발명의 과제는 효과적으로 구성되는 전술한 방식의 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 상기 장치의 용도 및 광 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 장치와 관련해서는 청구항 1 및/또는 청구항 11 및/또는 청구항 16 및/또는 청구항 22의 특징을 가진 전술한 방식의 장치에 의해, 장치의 용도와 관련해서는 청구항 27 및/또는 청구항 30에 따른 용도에 의해, 그리고 방법과 관련해서는 청구항 31에 따른 방법에 의해 해결된다. 종속 청구항은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치는 특히 매우 신속하게, 예컨대 10-10 s 범위 내에 이루어질 수 있는 높은 분해도의 빔 편향을 가능하게 한다. 이로 인해, 예컨대 광학 데이터 메모리 및 레이저 TV의 분야에서 다양한 사용이 이루어진다.
청구항 1에 따라 위상 변화 수단의 제 1 어레이가 제어될 광의 전파 방향으로 볼 때 제 1 렌즈 수단 후에 배치된다. 이 경우, 장치가 제 1 렌즈 수단과 렌즈 수단의 제 2 어레이 사이에 배치된 제 2 렌즈 수단을 포함할 수 있다. 상기 위상 변화 수단의 제 1 어레이는 제 1 렌즈 수단과 제 2 렌즈 수단 사이에 배치된다. 특히, 제 1 및 제 2 렌즈 수단에 의해, 제어될 광의 2번의 푸리에 변환이 이루어질 수 있다. 위상 변화 수단의 제 1 어레이는 대략 제 1 렌즈 수단의 출력측 푸리에 평면의 영역에 그리고 제 2 렌즈 수단의 입력측 푸리에 평면의 영역에 배치될 수 있다. 이로 인해, 큰 대역 폭을 가진 레이저 광원, 예컨대 반도체 레이저를 사용할 수 있는 가능성 주어진다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참고로 하는 하기의 실시예 설명에 나타난다.
도면의 대부분에는 방향을 더 잘 나타내기 위해 카아티이젼 좌표가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된, 광 제어 장치의 실시예는 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)를 포함한다. 상기 렌즈 수단(2)은 Y-방향으로 정렬된 실린더 축을 가진, X-방향으로 나란히 배치된 실린더 렌즈이다. 실린더 렌즈는 양볼록 렌즈 또는 평볼록 렌즈로서 형성될 수 있다. 또한, 각각 서로 상응하는 평볼록 실린더 렌즈가 형성된 2개의 기판이 제공될 수 있다. 실린더 렌즈 대신에 구형 렌즈가 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된, 본 발명에 따른 장치의 실시예는 또한 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3)를 포함한다. 위상 변화 수단(4)은 X-방향으로 서로 나란히 배치된다. 도시된 실시예에서, 위상 변화 수단(4)의 수는 렌즈 수단(2)의 수에 상응한다. 위상 변화 수단(4)이 렌즈 수단(2)의 출력측 초점 평면의 영역에 배치됨으로써, 광의 전파 방향(Z)으로 렌즈 수단들(2) 중 하나가 각각 위상 변화 수단들(4) 중 하나에 대해 정렬된다. 각각의 렌즈 수단(2) 또는 각각의 위상 변화 수단(4)의 X-방향 폭은 도 1에서 도면 부호 P1 로 표시된다(영어로: 피치). 따라서, X 방향으로 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)의 폭은 N1·P1 이며, 여기서 N1 은 렌즈 수단(2)의 수이다.
위상 변화 수단(4)은 예컨대 전기 광학적 변조기, 음향 광학 변조기 또는 액정 변조기로서 형성될 수 있다.
위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3) 후에서 광의 전파 방향(Z)으로, 푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(5)이 배치된다. 상기 제 1 렌즈 수단(5)은 도시된 실시예에서 양볼록 렌즈로서 형성된다. 제 1 어레이(1)의 렌즈 수단(2)의 초점 평면과, 푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(5) 사이의 거리는 렌즈 수단(5)의 초점 거리에 상응한다. 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)와 제 1 렌즈 수단(5) 사이의 간격은 F + f1 이고, 여기서 f1 은 제 1 어레이(1)의 렌즈 수단(2)의 초점 거리이다.
Z-방향으로 장치에 부딪치는 광은 도면 부호 6으로 표시된다. 상기 광은 예컨대 정확히 Z-방향으로 전파되는 평면파로서 형성될 수 있다. 그러나, 하나 또는 다수의 파가 상이한 방향으로부터 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1) 상으로 부딪칠 수 있다.
광(6)은 렌즈 수단(2)의 초점 평면에서 그 제 1 어레이(1)를 통과한 후에 X-방향으로 서로 이격된 다수의 부분 빔으로 분할되고, 상기 부분 빔은 개별 위상 변화 수단(4)의 폭 보다 작은 X-방향 폭의 빔 웨이스트를 갖는다. 이로 인해, 부분 빔이 위상 변화 수단(4)을 통과하는 것이 보장된다. 푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(5)의 Z-방향 출력측 초점 평면에서, 제어될 광(6)의, X-방향으로 서로 이격된 다수의 국부적 강도 최대치가 발생한다. 도 1에는 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 초점 평면에 상응하는 강도 최대치를 가진 2개의 부분 빔(7, 8)이 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 장치의 실시예는 또한 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9) 및 위상 변화 수단(12)의 제 2 어레이(11)를 포함한다. 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)는 2개의 기판(13, 14)으로 2 단계로 형성된다. 상기 기판 상에는 각각 렌즈 소자(15, 16)가 평볼록 실린더 렌즈로서 형성된다. 양볼록 또는 오목 볼록 실린더 렌즈로서의 형성도 가능하다. 상이한 기판(13, 14) 상에서 Z-방향으로 실린더 렌즈들(15, 16)의 간격은 광의 전파 방향(Z)으로 볼 때 제 2 기판(14) 상의 실린더 렌즈의 초점 거리(f2)에 상응할 수 있다. 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)는 단 하나의 기판만을 포함할 수 있고, 실린더 렌즈는 양볼록 또는 평볼록 렌즈 또는 오목 볼록 렌즈로서 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 따른 실시예에서, 2개의 기판(13, 14)은 Z-방향으로 서로 이격된다. 상기 기판들 사이에는 위상 변화 수단(12)의 제 2 어레이(11)가 배치된다. 그러나, 위상 변화 수단(12)의 제 2 어레이(11)가 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)의 전 또는 후에 배치될 수도 있다.
상기 렌즈 수단(10)은 Y-방향으로 향한 실린더 축을 가진 X-방향으로 나란히 배치된 실린더 렌즈일 수 있다.
도시된 실시예에서, 위상 변화 수단(12)의 수는 렌즈 수단(10)의 수에 상응한다. 위상 변화 수단(12)은, 광의 전파 방향(Z)으로 렌즈 수단(10) 중 하나가 각각 위상 변화 수단(12) 중 하나에 대해 정렬되도록 배치된다. 각각의 렌즈 수단(10) 또는 각각의 위상 변화 수단(12)의 X-방향 폭은 도 1에서 도면 부호(P2)로 표시된다. 따라서, 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)의 X-방향 폭은 N2·P2 이고, 여기서 N2 는 제 2 어레이(9)의 렌즈 수단(10)의 수이다.
푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(5)을 통과한 광의 강도 최대치는 Z-방향으로 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이 바로 전에 발생한다. 최대치와 제 2 어레이(9) 사이의 간격은 제 1 기판(13) 상의 렌즈 소자(15)의 초점 폭에 대략 상응하거나 또는 이것보다 약간 더 작거나 또는 더 클 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 도 1과 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 입사광(6)으로서 평면파가 Z-방향으로 전파될 때 그리고 위상 변화 수단(4, 12)의 제 1 및 제 2 어레이(3, 11)가 활성화되지 않을 때, 국부적 강도 최대치(17)는 전파 방향(Z)으로 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)의 렌즈 수단(10)의 렌즈 소자(15, 16)의 정점 전에 정렬되어 배치됨으로써, 광은 평면파로서 Z-방향으로 제 2 어레이(9)를 벗어나고, 상기 평면파의 개략적으로 도시된 파두(18)는 X-방향에 대해 평행하다. 위상 변화 수단(4, 12)이 활성화되지 않기 때문에, 광은 원거리 장에서 편향되지 않고 포지티브 Z-방향으로 계속 전파된다.
도 3에는 제 1 위상 변화 수단(4)이 전기 광학적 변조기로서 형성되고 활성화된다. 도 3에서, 위상 변화 수단(4) 후에는 상기 전기 광학적 변조기에 인가되는 전압 U이 예시적으로 도시되어 있다. 도 3에서 가장 외측의 좌측 에지에 배치된 변조기에는 전압이 인가되지 않는 반면, 가장 외측의 우측 에지에 배치된 변조기에는 비교적 높은 전압이 공급된다. 상기 2개의 에지 사이에 배치된 변조기에는 좌측으로부터 우측으로 계단형으로 상승하는 전압이 제공된다.
도 3에는 또한 광의 1/2 파장(λ) 만큼의 변조기를 통과한 광의 위상 변화에 상응하는 전압(Uλ/2)이 도시된다. 변조기로서 형성된 위상 변화 수단(4)에 인가되는 전압이 Uλ/2 보다 작아서, 위상 변화 수단(4)에 의해 야기된 위상 변화가 λ/2 보다 작다.
위상 변화 수단(4)에 인가되는 전압은 간섭 효과로 인해 야기되므로, 광은 어레이(3)로부터 Z-방향에 대해 일정한 각으로 방출된다. 따라서, 제 1 렌즈 수단(5)에 의한 이미징 후에 강도 최대치(18)가 도 2에 도시된 상태에 비해 좌측으로 변위되기 때문에, 이것은 렌즈 소자(15)의 정점에 대해 더 이상 정렬되지 않는다. 상기 비교적 작은 변위는 제 2 어레이(9)의 렌즈 수단(10)의 작은 크기로 인해 또는 그것의 작은 초점 거리로 인해, 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)로부터 방출된 광과 Z-방향 사이의 비교적 큰 각(φ)을 야기한다. 물론, 방출된 광의 파두의 서로 인접한 부분들은 위상 차이 δ1=(δφ/2π)λ를 갖는다(도 3 참고). 상기 위상 차 δ1에 의해, 광이 광의 개별 부분들 사이의 구조적인 간섭이 주어지는 일정한 방향으로만 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)로부터 방출될 수 있다. 상기 상태는 그리드의 출력에서의 상태와 대략 유사하다.
도 4에 도시된 상태에서는 추가로 위상 변화 수단(12)의 제 2 어레이(11)가 활성화된다. 여기서, 가장 높은 전압(U)은 우측 에지에 인가되고, 가장 낮은 전압은 좌측 에지에 인가된다. 이로 인해 유도된 위상 변위는, 방출 광의 파두의 인접한 부분들이 동일한 위상을 가짐으로써 방출 광이 임의의 방향으로 편향될 수 있게 한다.
도 5 내지 도 7은 전기 광학적 변조기로서 구현된 위상 변화 수단(4, 12)의 어레이(3, 11)의 실시예를 예시적으로 도시한다. 도 5에 따른 실시예에서는, 도 5에서 후방에 놓인 변조기의 측면 상에 공통의 전극(19)이 배치되는 반면, 전방 측면 상에는 다수의 개별 전극(20)이 배치된다. 전기 장은 그들 사이에 Y-방향으로 형성된다.
도 6에 따른 실시예에서는 X-방향으로 외측의 표면 상에 그리고 2개의 인접한 변조기 소자들 사이에 각각 하나의 전극(21)이 제공된다. 전기 장은 X-방향으로 상기 전극들 사이에 형성된다.
도 7에 따른 실시예는 전극들(20)이 Z-방향으로 서로 오프셋되어 배치된다는 사실을 제외하면, 도 5에 따른 실시예에 상응한다.
도 8 내지 도 12 및 도 14 내지 도 16에서, 도 1 내지 도 4에서와 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다. 동일한 도면 부호를 가진 부분은 동일한 또는 유사한 방식으로 상기 장치에 배치될 수 있고, 도 1 내지 도 4와 동일한 또는 유사한 기능을 할 수 있다.
도 8에 따른 장치의 실시예에서는 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3)가 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)의 영역 내에 배치되는 것이 아니라, 푸리에 변환 소자로서 사용된 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 초점 평면에 배치된다. 장치들은 푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 2 렌즈 수단(22)을 포함하며, 상기 렌즈 수단은 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)에 대해 도 1 내지 도 4에 따른 실시예의 제 1 렌즈 수단(5)과 동일한 간격을 갖는다. 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3)는 제 2 렌즈 수단(22)의 입력측 초점 평면 내에 배치된다.
제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 초점 평면은 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)의 출력측 초점 평면과 일치한다. 도 8에서, 예컨대 양볼록 렌즈로서 구현된 제 1 렌즈 수단(5)의 상응하는 초점 거리는 F1 로 표시된다. 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 초점 평면은 제 2 렌즈 수단(22)의 입력측 초점 평면과 일치한다. 도 8에는 예컨대 양볼록 렌즈으로 구현된 제 2 렌즈 수단(22)의 상응하는 초점 거리는 F2 로 표시된다. 초점 거리 F1 및 F2 는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 초점 평면에 주어지는, 제어될 광의 2차원 강도 분포는 제 1 렌즈 수단에 의해 푸리에 변환된다. 제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 초점 평면은 물체 평면으로 볼 수 있고, 상기 물체 평면에서의 강도 분포는 물체로 볼 수 있다. 입력측 강도 분포의 푸리에 변환은 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 초점 평면에서 이루어진다. 상기 출력측 초점 평면은 푸리에 변환 소자로서 작용하는 제 1 렌즈 수단(5)의 푸리에 평면에 상응한다. 제 1 렌즈(5)에 의해, 제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 초점 평면에서의 공간적 강도 분포가 푸리에 평면에서의 각도 분포로 바뀐다. 즉, 입력측 초점 평면 또는 물체 평면에서 Z- 방향에 대해 동일한 각도를 가진 부분 빔이 푸리에 평면에서 동일한 장소에 함께 부딪친다.
푸리에 평면에서 주어지는 물체의 푸리에 변환은 제 2 렌즈 수단(22)에 의해 재차 푸리에 변환됨으로써, 제 2 렌즈 수단(22)의 출력측 초점 평면에서 물체의 2번의 푸리에 변환 및 그에 따라 2차원의 강도 분포가 주어지고, 상기 강도 분포는 물체의 이미지를 나타낼 수 있다. 따라서, 제 2 렌즈 수단(22)의 출력측 초점 평면을 화상 평면이라고도 한다.
도 8에 따른 실시예에서는 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3)가 정확히 푸리에 평면에 위치함으로써, 위상 변화 수단(4)은 푸리에 변환의 위상을 직접적인 제어할 수 있다. 푸리에 변환이 각도 분포로서 간주되면, 위상 변화 수단(4)은 푸리에 변환의 적어도 개별 부분 영역의 전파 방향(Z)에 대한 각을 변화시킨다. 이로 인해, 제 2 렌즈 수단(22)의 출력측 초점 평면에 생긴 강도 분포가 의도적으로 제어된다.
위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3)를 푸리에 평면에 상기와 같이 배치함으로써, 제어될 광용 비교적 광대역의 레이저 광원, 예컨대 반도체 레이저가 사용될 수 있다. 그 이유는 렌즈 수단(5, 22)에 의한 2번이 푸리에 변환에 의해 그리고 푸리에 평면에서의 위상 제어에 의해, 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9) 전에 강도 최대치(17)의 비교적 정확한 위치 설정이 보장될 수 있기 때문이며, 이는 제어될 광의 파장에 의존하지 않거나 또는 허용 가능한 범위로만 의존한다.
렌즈 수단(5) 및/또는 렌즈 수단(22)은 개별 양볼록 렌즈로 형성되는 것이 아니라, 다수의 렌즈로서 형성될 수 있다. 예컨대, 서로 긴밀하게 배치된 각각 2개의 렌즈가 사용될 수 있다. 이러한 차례로 배치된 렌즈들은 푸리에 변환과 관련해서 개별 렌즈와 동일한 기능을 할 수 있다. 동시에 충분히 공지된 바와 같이 2중으로 구현된 렌즈에 의해 이미징 에러가 방지될 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 렌즈 수단을 형성하는 양볼록 렌즈의 각각이 2개의 동일한 렌즈로 대체되고, 그들 간의 간격은 그 초점 거리 보다 약간 작다. 이로 인해, 마찬가지로 푸리에 변환을 수행할 수 있는 렌즈 시스템이 주어지고, 그 푸리에 평면은 서로 긴밀하게, 즉 각각의 렌즈에 바로 인접하게 놓인다. 이러한 시스템은 하기에서 도 10을 참고로 설명된다.
도 9a 및 도 9b에 따른 실시예는 2번의 푸리에 변환에 관련해서 도 8에 따른 실시예에 상응한다.
그러나, 도 8에 따른 실시예와는 달리, 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에서는 렌즈 수단의 2개의 제 1 어레이(1a, 1b)가 제공된다. 도 9a 및 도 9b에서 렌즈 수단의 제 1 어레이(1a, 1b) 중 좌측의 어레이(1a)는 그 도입면과 그 방출면에 각각 실린더 렌즈 어레이를 가지며, 그 실린더 축은 Y-방향으로 연장된다. 도 9a 및 도 9b에서 렌즈 수단의 제 1 어레이(1a, 1b) 중 우측 어레이(1b)는 그 도입면과 그 방출면에 각각 실린데 렌즈 어레이를 가지며, 그 실린더 축은 X-방향으로 연장된다.
또한, 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에는 렌즈 수단의 4개의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2)가 제공된다. 도 9a 및 도 9b에서 렌즈 수단의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 중 좌측 어레이(9a1, 9a2)는 2개의 서로 이격된 광학 기능면 상에 각각 실린더 렌즈 어레이를 가지며, 그 실린더 축은 Y-방향으로 연장된다. 도 9a 및 도 9b에서 렌즈 수단의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 중 우측 어레이(9b1, 9b2)는 2개의 서로 이격된 광학 기능면 상에 각각 실린더 렌즈 어레이를 가지며, 그 실린더 축은 X-방향으로 연장된다.
또한, 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에는 위상 변화 수단의 2개의 제 1 어레이(3a, 3b)가 제공된다. 도 9a 및 도 9b에서 위상 변화 수단의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 좌측 어레이(3a)는 제어될 광의 위상을 X-방향에 대해 변화시킬 수 있다. 도 9a 및 도 9b에서 위상 변화 수단의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 우측 어레이(3b)는 제어될 광의 위상을 Y-방향에 대해 변화시킬 수 있다.
또한, 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에는 위상 변화 수단의 2개의 제 2 어레이(11a, 11b)가 제공된다. 도 9a 및 도 9b에서 위상 변화 수단의 제 2 어레이(11a, 11b)의 좌측 어레이(11a)는 제어될 광의 위상을 X-방향에 대해 변화시킬 수 있다. 도 9a 및 도 9b에서 위상 변화 수단의 제 2 어레이(11a, 11b) 중 우측 어레이(11b)는 제어될 광의 위상을 Y-방향에 대해 변화시킬 수 있다.
렌즈 수단의 제 2 어레이들(9a1, 9b2) 사이에 그리고 제 2 어레이들(9b1, 9b2) 사이에 각각 위상 변화 수단의 제 2 어레이들(11a, 11b) 중 하나가 배치된다. 상기 구성은 도 10의 실시예와 관련해서 상세히 설명된다.
도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에서 개별 광학 소자의 배치는, X-방향에 대한 2번의 푸리에 변환 및 Y-방향에 대한 2번의 푸리에 변환이 렌즈 수단(5, 22)에 의해 이루어질 수 있도록 선택된다. 이를 위해, 제 1 렌즈 수단(5)과 렌즈 수단의 제 1 어레이(1a, 1b) 사이의 간격은 렌즈 수단(5)의 초점 거리(F)에 정확히 상응하는 것이 아니라, 좌측 어레이(1a)에 대해서는 F + Δx 에 그리고 우측 어레이(1b)에 대해서는 F - Δy 에 상응한다. 또한, 제 2 렌즈 수단(22)과 렌즈 수단의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 사이의 간격은 렌즈 수단(22)의 초점 거리(F)에 정확히 상응하는 것이 아니라, 어레이(9a1)에 대해서는 F - Δx 에 그리고 어레이(9b1)에 대해서는 F + Δy 에 상응한다. 여기서, Δx 및 Δy는 F 보다 더 작고, 특히 F에 비해 작다.
도 10에 따른 실시예는 2번의 푸리에 변환과 관련해서 도 8 및 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에 상응한다.
그러나, 도 8 및 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예와는 달리, 도 10에 따른 실시예에서는 렌즈 수단(5, 22)이 렌즈 그룹으로 구현된다. 특히, 렌즈 수단(5)은 각각 4개의 렌즈(5a, 5b, 5c, 5d; 22a, 22b, 22c, 22d)를 갖는다. 상기 렌즈들(5a, 5b, 5c, 5d; 22a, 22b, 22c, 22d)은 각각 서로 바로 옆에 배치된 렌즈(5a, 5b, 5c, 5d; 22a, 22b, 22c, 22d)의 쌍을 갖는다. 상기 쌍에 의해 동일한 장소에서 개별 렌즈에 비해 이미징 에러가 감소된다. 또한, 각각 2쌍의 렌즈는 서로 비교적 멀리 떨어져 있다. 예컨대, 렌즈들(5a, 5b)은 렌즈(5c, 5d)로부터 멀리 떨어져 있다. 쌍(5a, 5b)과 쌍(5c, 5d) 사이의 간격은, 렌즈 수단(5)의 푸리에 평면이 렌즈 수단(5, 22) 외부에 긴밀하게 배치되도록, 선택된다. 이는 이하에서 상세히 설명된다.
도 10에는 또한 레이저(48)가 도시되어 있다. 상기 레이저로부터 나온 광은 2개의 거울(49, 50)에 의해 확대 광학 시스템(51) 내로 반사된다. 확대 광학 시스템은 레이저(48)의 레이저 빔을 예컨대 팩터(6) 만큼 확대시킬 수 있다. 확대 광학 시스템(51)에 이어서, 광은 예컨대 25 mm의 원형 개구를 가진 개구 조리개(52)를 통해 렌즈 수단의 4개의 제 1 어레이(1a1, 1a2, 1b1, 1b2) 내로 들어간다. 상기 어레이들(1a1, 1a2, 1b1, 1b2)은 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2)와 유사하게 형성되어 있다. 도 10에 따른 실시예에서는 어레이들(1a1, 1a2)이 다수의 실린더 렌즈를 가지며, 그 실린더 축은 X-방향으로 연장된다. 광의 전파 방향으로 볼 때 그 다음에 놓인 어레이들(1b1, 1b2)은 다수의 실린더 렌즈를 가지며, 그 실린더 축은 Y-방향으로 연장된다.
렌즈 수단(5)의 입력측 푸리에 평면은 대략 어레이(1b1) 내에 배치된다. 렌즈들(5a, 5b)을 통과한 후에, 광은 2개의 거울(53, 54)에 의해 렌즈(5c, 5d)로 반사된다. 위상 변화 수단의 2개의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 제 1 어레이가 렌즈(5d의 방출면에 이어진다. 상기 어레이(3a)는 광의 위상을 X-방향에 대해 변화시킬 수 있다. 위상 변화 수단의 2개의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 제 1 어레이와 위상 변화 수단의 2개의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 제 2 어레이 사이에는 λ/2 플레이트(55)가 제공되며, 상기 플레이트는 광의 편광을 90°회전시킬 수 있다. 그 이유는 위상 변화 수단의 어레이가 편광에 의존할 수 있기 때문이다. 위상 변화 수단의 2개의 제 1 어레이(3a, 3b) 중 제 2 어레이(3b)는 광의 위상을 Y-방향에 대해 변화시킬 수 있다. 렌즈 수단(5)의 출력측 푸리에 평면은 대략 λ/2 플레이트(55) 내에 배치된다.
제 2 렌즈 수단(22)의 입력측 푸리에 평면도 λ/2 플레이트(55) 내에 배치되며, 상기 렌즈 수단은 광의 전파 방향으로 어레이(3b)에 이어진다. 렌즈 수단(5)에서와 같이, 렌즈 수단(22)에서도 렌즈(22a, 22b)를 통과한 후에, 광은 2개의 거울(56, 57)에 의해 렌즈(22c, 22d)로 반사된다. 상기 렌즈 수단(22)에는 렌즈 수단의 제 2 어레이(9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 및 위상 변화 수단의 제 2 어레이(11a, 11b)가 이어지는데, 이는 실질적으로 도 9a 및 도 9b에 따른 실시예에서와 같이 구현된다. 어레이(9a1, 9a2)는 다수의 실린더 렌즈를 가지며, 그 실린더 축은 X-방향으로 연장된다. 광의 전파방향으로 볼 때 그것에 이어지는 어레이(9b1, 9b2)는 다수의 실린더 렌즈들을 가지며, 그 실린더 축은 Y-방향으로 연장된다. 렌즈 수단의 제 2 어레이들(9a1, 9a2) 사이에 그리고 제 2 어레이들(9b1, 9b2) 사이에 각각 위상 변화 수단의 제 2 어레이들(11a, 11b) 중 하나가 배치된다. 또한, 어레이들(9a2, 9b1) 사이에는 λ/2 플레이트(58)가 제공되며, 상기 플레이트는 광의 편광을 90°회전시킨다. 렌즈 수단(22)의 출력측 푸리에 평면은 상기 λ/2 플레이트 내에 배치된다.
렌즈 수단(5, 22)에 의한 2번의 푸리에 변환은 X-방향에 대해 어레이(1b2)의 방출면 영역에 배치된 물체 평면으로부터, 어레이(9b1)의 방출면 영역 내에 배치된 화상 평면 내로의 이미징을 제공한다. 렌즈 수단(5, 22)에 의한 2번의 푸리에 변환은 Y-방향에 대해 어레이(1a2)의 방출면 영역에 배치된 물체 평면으로부터, 어레이(9a1)의 방출면 영역 내에 배치된 화상 평면 내로의 이미징을 제공한다.
추가 개구 조리개(59)를 통과한 후에, 광은 감소 광학 시스템(60) 내로 이르며, 상기 감소 광학 시스템(60)은 제어된 광 빔(61)의 직경을 예컨대 팩터 6 만큼 감소시킬 수 있다. 감소 광학 시스템(60)으로부터 나온 광빔은 본 발명에 따른 장치에 의해 예컨대 ±10°까지 편향될 수 있다.
더 큰 편향각이 요구되거나 또는 더 큰 분해도가 요구되면, 2개 또는 그 이상의 장치가 차례로 배치될 수 있다.
도 11에 따른 장치는 추가 렌즈 수단(23)을 포함하고, 상기 렌즈 수단(23)은 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9) 후에 배치되어, 방출 광을 작동면 내로 포커싱할 수 있다. 상기 작동면에는 예컨대 레이저 TV용 투사면 또는 광학 데이터 메모리용 메모리 매체가 배치될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 분해능은 특히 2개의 어레이(1, 9) 내의 렌즈 수단(2, 10)의 수(N1, N2)의 곱으로 주어진다.
도 12는 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1)와 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9)가 2 단계로 구현된 장치를 도시한다. 예컨대, 제 1 기판 상의 렌즈 소자의 실린더 축은 제 2 기판 상의 렌즈 소자의 실린더 축에 대해 수직으로 배치될 수 있다. 또한, 기판 중 하나 상에는 단 하나의 간단한 실린더 렌즈가 배치될 수 있으며, 이 경우 다른 기판 상에는 실린더 렌즈 어레이가 배치된다.
도 13은 통합된 광학 시스템으로서 장치의 구성을 도시한다. 도파관 층을 가진 기판(25) 상에는 위상 변화 수단의 제 1 및 제 2 어레이(26, 30)가 예컨대 전기 광학적 변조기로서 형성되어 있다. 렌즈 수단의 제 1 및 제 2 어레이(27, 29)가 렌즈 수단으로서 측지(geodetic) 렌즈를 포함한다. 푸리에 변환 소자로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(28)은 측지 렌즈로서 형성된다.
도 14는 렌즈 수단의 제 1 및 제 2 어레이(31, 34) 상에 서로 교차하는 실린더 렌즈를 가진 장치를 사시도로 도시한다. 특히, 어레이(31, 34)의 각각의 도입면 상에는 실린더 축이 Y-방향으로 연장된다. 이에 반해, 어레이(31, 34)의 각각의 방출면 상에는 실린더 축이 X-방향으로 연장된다. 위상 변화 수단의 어레이들(32, 33)은 변조기의 2차원 배치로서 형성된다.
도 15에 따른 실시예는 도 1 내지 4에 따른 실시예와는 달리, 방출 광 번들의 횡단면을 축소시키기 위해, 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9) 후에 망원경(35)을 갖는다.
도 16에 따른 실시예는 도 11에 따른 장치와 같이, 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이 후에 배치된 추가 렌즈 수단(24)을 갖는다. 도 11에 따른 실시예와는 달리, 도 16에 따른 실시예에서는 상기 렌즈 수단(24)의 조첨 평면 바로 뒤에 렌즈 수단의 제 3 어레이(37)가 배치되고, 상기 제 3 어레이는 제 1 및/또는 제 2 어레이(1, 9)와 같이 형성될 수 있다. 또한, 상기 영역에는 위상 변화 수단의 제 3 어레이(38)가 배치되며, 상기 어레이도 마찬가지로 제 1 및/또는 제 2 어레이(3, 11)와 같이 형성될 수 있다. 추가로 위상 변화 수단의 제 1 어레이(3)에 인접하게 위상 변화 수단의 추가 어레이(36)가 배치될 수 있으며, 상기 어레이는 개별 위상 변화 수단을 통과한 광의 강도를 제어할 수 있다. 추가로, 선택적으로 렌즈 수단의 제 3 어레이(37) 후에 추가 렌즈 수단(39)이 배치되고, 상기 렌즈 수단은 포커싱 영역에서 방출 광의 포커싱에 사용될 수 있다.
렌즈 수단의 제 3 어레이(37) 및 위상 변화 수단의 제 3 어레이(38)에 의해, 도 10과 관련해서 2개의 차례로 배치된 장치에 대해 이미 설명된 바와 같이, 편향각 또는 편향의 분해도가 증가될 수 있다. 하기에서는 편의상, 렌즈 수단의 제 1 어레이(1) 및 위상 변화 수단의 제 1 어레이(3)를 제 1 단계라고 하고, 렌즈 수단의 제 2 어레이(9) 및 위상 변화 수단의 제 2 어레이(11)를 제 2 단계라고 하며, 렌즈 수단의 제 3 어레이(37)와 위상 변화 수단의 제 3 어레이를 제 3 단계라고 한다.
예컨대 렌즈 수단의 제 1 어레이(1)는 개구수 NA = 0.01 및 피치 = 0.5 mm를 가진 10개의 렌즈를 포함할 수 있다. 푸리에 렌즈로서 사용되는 제 1 렌즈 수단(5)은 0.5 m 의 초점 거리를 가질 수 있다. 렌즈 수단의 제 2 어레이(9)는 개구수 NA = 0.1 및 피치 = 0.5 mm를 가진 10개의 렌즈를 포함할 수 있다. 푸리에 렌즈로서 사용되는 제 2 렌즈 수단(24)은 0.05 m 의 초점 거리를 가질 수 있다. 렌즈 수단의 제 3 어레이(37)는 개구수 NA = 0.1 및 피치 = 0.5 mm를 가진 10개의 렌즈를 포함할 수 있다.
제 1 단계 내로 도입되는 광빔, 예컨대 파장 = 0.5 ㎛ 및 직경 = 5 mm를 가진 평면파로서 형성된 광빔은 제 1 단계에 의해 전파 차 = 1 mrad를 가진 10개의 평면파로 분할된다. 제 2 단계의 출력에는 전파 차 = 10 mrad를 가진 10개의 평면파가 주어진다. 제 3 단계는 평면파를 다시 통합하여, 제 3 단계의 출력에서는 직경 = 5 mm 및 0.1 mrad 의 회절 제한된 다이버전스를 가진 광빔이 방출된다. 광빔이 편향될 수 있는 영역은 100 mrad 이다. 상기 영역에서 분해된 전파 방향의 수는 1000 이다. 따라서, 추가의 제 3 단계에 의해, 한편으로는 최대 편향 각 및/또는 다른 한편으로는 편향의 분해도가 증가될 수 있다.
본 발명에 따라 편향각 및/또는 분해도를 더욱 증가시키기 위해, 3개 이상의 단계가 제공될 수 있다.
또한, 단계의 수를 증가시킴으로써, 위상 변화 수단의 어레이의 제어 신호에 대한 신호 대 잡음 비의 요구가 감소될 수 있다. 예컨대, 다단계 장치에서는, 하나의 단계가 2개의 단계로 대체될 수 있다. 하나의 단계에서 100 상이한 편향각 간에 스위칭이 이루어져야 하면, 100:1의 신호 대 잡음 비가 주어져야 한다. 그러나, 상기 과제가 2개의 단계로 분할되면, 각각의 단계에서 단지 10 상이한 편향각 간에 스위칭만이 이루어지면 되므로, 필요한 신호 대 잡음 비가 10:1로 감소된다.
도 16에 따른 실시예에서도 도 8, 도 9a, 도 9b 및 도 10에 따른 실시예와 유사하게 예컨대 제 1 및/또는 제 2 및/또는 제 3 단계에서 푸리에 변환 소자로서 사용되는 2개의 이상의 렌즈 수단이 렌즈 수단의 개별 어레이 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 수단의 공통의 푸리에 평면의 영역에는 위상 변화 수단의 하나 이상의 어레이가 배치될 수 있다. 도 8, 도 9a, 도 9b 및 도 10에 나타난, 푸리에 변환 소자로서 사용되는 렌즈 수단의 상기 배치는 3개 이상의 단계에서도 가능하다.
도 16에 따른 장치에서, 렌즈 수단의 제 3 어레이(37) 전의 강도 최대치(48) 간의 간격은 변화될 수 있다. 이로 인해, 장치와 포커싱 영역(40)의 간격이 변화될 수 있다. 따라서, 예컨대 대량의 광학 데이터 메모리 또는 3차원 레이저 TV가 가능해질 수 있다.
2개의 본 발명에 따른 장치를 예컨대 도 8에서와 같이 차례로 배치하는 것이 가능하며, 이 경우 제 2 장치가 제 1 장치에 비해 90°회전되어 있다. 이로 인해, 먼저 X-방향으로, 그 다음에 Y-방향으로 광(6)을 제어 또는 편향시키는 것이 가능하다.
또한, 하나의 평면파 대신에 상이한 방향으로부터 다수의 평면파가 본 발명에 따른 장치 내로 입사하고 상기 장치 내에서 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
도 17은 2개의 광학적 다채널 데이터 라인 사이에서 양 방향 정류기(commutator)로서 또는 양 방향 커넥터로서의 사용을 도시한다. 도면 부호 41 및 47은 개별 채널(42, 46)의 강도 제어을 위한 전기 광학적 변조기 또는 포켈스 셀을 표시한다. 도면 부호 44는 본 발명에 따른 장치의 적합한 실시예를 표시한다. 광이 장치(44) 또는 개별 채널들(42, 46) 내로 결합되는 것은 렌즈 수단(42, 46)을 통해 이루어진다.
본 발명에 따른 장치는 특히 매우 신속하게 이루어질 수 있는 높은 분해도의 빔 편향을 가능하게 한다. 이로 인해, 광학 데이터 메모리 및 레이저 TV의 분야에서 다양한 사용이 가능하다.
또한 본 발명의 장치에 의해 큰 대역 폭을 가진 레이저 광원, 예컨대 반도체 레이저를 사용할 수 있다.
도 1은 광 제어 장치의 개략도.
도 2는 상기 장치를 벗어난 광의 개략적으로 도시된 파두를 가진 도 1에 따른 장치의 개략도.
도 3는 위상 변화 수단의 제 1 어레이를 가진 도 2에 따른 개략도.
도 4는 위상 변화 수단의 제 1 및 제 2 어레이를 가진 도 2에 따른 개략도.
도 5는 위상 변화 수단의 어레이의 제 1 실시예의 개략도.
도 6는 위상 변화 수단의 어레이의 제 2 실시예의 개략도.
도 7는 위상 변화 수단의 어레이의 제 3 실시예의 개략도.
도 8은 상기 장치를 벗어난 광의 개략적으로 도시된 파두를 가진 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예의 개략도.
도 9a는 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예의 개략도.
도 9b는 도 9a에 따른 제 2 실시예의 90°회전된 도면.
도 10은 본 발명에 따른 장치의 제 3 실시예의 개략도.
도 11은 광 제어 장치의 다른 실시예의 개략도.
도 12는 광 제어 장치의 또 다른 실시예의 개략도.
도 13은 광 제어 장치의 또 다른 실시예의 개략도.
도 14는 광 제어 장치의 또 다른 실시예의 개략도.
도 15는 광 제어 장치의 또 다른 실시예의 개략도.
도 16은 광 제어 장치의 또 다른 실시예의 개략도.
도 17은 2개의 광 도파관을 연결하기 위한 장치의 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 3: 제 1 어레이 2, 5, 10, 22, 24: 렌즈 수단
4, 12: 위상 변화 수단 6: 광
17, 48: 강도 최대치 35: 망원경

Claims (31)

  1. 제어될 광(6)이 적어도 부분적으로 통과할 수 있는 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2);
    상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)의 개별 렌즈 수단(2)을 통과하는 광(6)의 위상을 변화시킬 수 있는 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3, 3a, 3b);
    상기 위상 변화 수단(4)의 상기 제 1 어레이(3, 3a, 3b)를 통과한 광이 적어도 부분적으로 통과할 수 있는 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)로서, 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 볼 때 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 전에 또는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 영역 내에, 상기 제어될 광(6)의 다수의 국부적 강도 최대치(17)가 발생할 수 있도록 장치 내에 배치된, 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2);
    상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)와 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 사이에 배치된 제 1 렌즈 수단(5);
    을 포함하는 광(6) 제어 장치에 있어서,
    상기 위상 변화 수단(4)의 상기 제 1 어레이(3, 3a, 3b)는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향으로 볼 때 상기 제 1 렌즈 수단(5) 후에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 사이에 배치된 제 2 렌즈 수단(22)을 포함하고, 상기 위상 변화 수단(4)의 상기 제 1 어레이(3, 3a, 3b)는 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 제 2 렌즈 수단(22) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 수단(5) 및/또는 상기 제 2 렌즈 수단(22)은 상기 제어될 광(6)을 푸리에 변환시킬 수 있도록 상기 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 위상 변화 수단(4)의 제 1 어레이(3, 3a, 3b)는 상기 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 푸리에 평면 내에 또는 그 영역 내에 및/또는 상기 제 2 렌즈 수단(22)의 입력측 푸리에 평면 내에 또는 그 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)의 출력측 초점 평면은 상기 제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 푸리에 평면에 상응하거나 또는 상기 제 1 렌즈 수단(5)의 입력측 푸리에 평면의 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 입력측 초점 평면은 상기 제 2 렌즈 수단(22)의 출력측 푸리에 평면에 상응하거나 또는 상기 제 2 렌즈 수단(22)의 출력측 푸리에 평면의 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 제 2 렌즈 수단(22)은 망원경 또는 망원경과 유사한 장치를 형성하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 수단(5) 및 상기 제 2 렌즈 수단(22)은 텔레센트릭 시스템을 형성하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 수단(5)과 상기 제 2 렌즈 수단(22)의 배치는, 상기 제 1 렌즈 수단(5)의 출력측 초점 평면 및 상기 제 2 렌즈 수단(22)의 입력측 초점 평면이 서로 상응하거나 또는 대략 동일한 영역 내에 배치되도록, 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 수단(5) 및/또는 상기 제 2 렌즈 수단(22)이 다수의 렌즈(5a, 5b, 5c, 5d; 22a, 22b, 22c, 22d)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항 또는 제 1항의 전제부에 있어서, 상기 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2) 및/또는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)는 제 1 및 제 2 광학 기능 경계면을 가지며, 상기 경계면들은 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 서로 이격되어 있고, 상기 경계면 각각에는 렌즈 수단의 어레이가 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2) 및/또는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 제 1 및 제 2 광학 기능 경계면 사이의 간격은 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 상기 제 1 및/또는 제 2 광학 기능 경계면의 렌즈 소자의 초점 거리(f1)에 상응하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 위상 변화 수단(12)의 제 2 어레이(11, 11a, 11b)를 포함하고, 상기 어레이는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)의 볼 때 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 전 또는 후에 또는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 변화 수단(4; 12)의 상기 제 1 및/또는 제 2 어레이(3, 3a, 3b; 11, 11a, 11b)의 상이한 위상 변화 수단(4; 12)을 통과하는, 상기 제어될 광(6)의 부분이 상기 위상 변화 수단(4; 12) 내에서 서로 상이하게 위상 변화되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  15. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 변화 수단(4)의 상기 제 1 어레이(3, 3a, 3b)는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)의 2개의 광학 기능 경계면들 사이에 배치되거나 및/또는 상기 위상 변화 수단(12)의 상기 제 2 어레이(11, 11a, 11b)는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 2개의 광학 기능 경계면들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항 또는 제 1항의 전제부에 있어서, 상기 장치는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)을 통과한 광이 적어도 부분적으로 통과할 수 있는 렌즈 수단의 하나 이상의 추가 어레이(37)를 포함하고, 상기 제어될 광(6)의 전파 방향으로 볼 때 렌즈 수단의 하나 이상의 추가 어레이(37) 전에 또는 렌즈 수단의 하나 이상의 추가 어레이(37)의 영역 내에 상기 제어될 광(6)의 다수의 국부적인 강도 최대치(48)가 생길 수 있도록, 렌즈 수단의 하나 이상의 추가 어레이(37)가 상기 장치에 배치되거나 또는 상기 장치가 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 장치가 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)와 렌즈 수단의 하나 이상의 추가 어레이(37) 사이에 배치된 추가 렌즈 수단(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 렌즈 수단의 출력측 초점 평면은 상기 추가 렌즈 수단(24)의 입력측 초점 평면 또는 푸리에 평면에 상응하거나 또는 상기 추가 렌즈 수단(24)의 입력측 초점 평면 또는 푸리에 평면의 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 위상 변화 수단의 하나 이상의 추가 어레이(38)를 포함하고, 상기 어레이는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향으로 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 추가 어레이(37) 전 또는 후에 또는 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 추가 어레이(37)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 후에 또는 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 추가 어레이(37) 후에 배치된 렌즈 수단(23, 39)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 후에 또는 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 추가 어레이(37) 후에 배치된 망원경(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  22. 제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항 및 제 1항의 전제부에 있어서, 상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)의 상기 렌즈 수단(2) 및/또는 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 상기 렌즈 수단 및/또는 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 어레이(37)의 상기 렌즈 수단이 실린더 렌즈로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 렌즈 수단(2)의 상기 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2) 및/또는 상기 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 및/또는 렌즈 수단의 상기 하나 이상의 추가 어레이(37)의, 제 1 및 제 2 광학 기능 경계면 상에 배치된 상기 렌즈 소자의 실린더 축은 서로 수직으로 또는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  24. 제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 수단의 하나 또는 다수의 어레이(27, 29) 및/또는 위상 변화 수단의 하나 또는 다수의 어레이(26, 30) 또는 하나 또는 다수의 렌즈 수단(28)은 통합된 광학 소자로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  25. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 수단의 하나 또는 다수의 어레이(27, 29)의 렌즈 수단(28)은 측지 렌즈로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  26. 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 변화 수단(4, 12)의 하나 또는 다수의 어레이(3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b)의 위상 변화 수단이 전기 광학적 변조기 또는 음향 광학적 변조기로서 또는 액정에 기초한 변조기로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치.
  27. 제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 따른 광 제어 장치의 사용방법에 있어서, 상기 장치가 빔 편향부로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치의 사용방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 장치는 레이저 TV 분야에 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치의 사용방법..
  29. 제 27항에 있어서, 상기 장치는 광학 데이터 메모리의 분야에 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치의 사용방법.
  30. 제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 따른 광 제어 장치의 사용방법에 있어서, 상기 장치는 정류기로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치의 사용방법.
  31. 제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용한 광(6) 제어 방법에 있어서,
    광(6)을 적어도 부분적으로 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)를 통과시키는 단계;
    상기 렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)의 개별 렌즈 수단을 통과한 광의 위상을 적어도 부분 영역에서 변화시키는 단계;
    상기 제어될 광(6)의 전파 방향(Z)으로 렌즈 수단(10)의 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2) 전에 상기 제어될 광(6)의 다수의 국부적 강도 최대치(17)를 발생시키는 단계;
    상기 광을 적어도 부분적으로 상기 렌즈 수단(10)의 상기 제 2 어레이(9, 9a, 9b, 9a1, 9a2, 9b1, 9b2)의 렌즈 수단을 통과시키는 단계;
    렌즈 수단(2)의 제 1 어레이(1, 1a, 1b, 1a1, 1a2, 1b1, 1b2)를 통과시킨 후에, 광을 푸리에 변환시키는 제 1 렌즈 수단(3, 3a, 3b)을 광을 통과시키는 단계; 및
    푸리에 변환된 광의 위상을 적어도 부분 영역에서 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 방법.
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