TW499785B - Method and apparatus for reducing laser speckle using polarization averaging - Google Patents

Description

499785 第90102538號專利申請案中文說明書修正頁 A7 民國 _ 五、發明説明（1 ) L__________補充 〔發明領域〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明大體上係關於相干地（coherently)照明的系 統。更特定地，本發明係關於減少在雷射照明的系統中的 斑點。 〔發明背景〕 相干的光照射一粗糙的表面會產生斑點。來自於該粗 糙的表面反射被稱爲漫射反射。穿過該粗糙表面的透射被 稱爲漫射穿透。在該漫射反射或漫射穿透中，光線散射於 不同的方向上。由該漫射反射或漫射穿透所散射的相干光 線在遠離該粗糙表面的空間中形成一干繞圖案。如果用一 人類的眼睛觀看的話，眼睛將會看到’顆粒狀’圖案之明、 .暗。該顆粒圖案爲斑點。如果一光學系統觀看被該相干光 線所照射的粗糙表面的話，則該光學系統的強度偵測器亦 將會偵測到該斑點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其寄中的一第一種斑點證明（demonstration)設備被 示於第1圖中。該第一種斑點證明設備1包括一第一證明 雷射2, —第一發散透鏡4，及一第一觀看螢幕6，它們 係位在一第一光軸8上。該第一證明雷射2射出一第一雷 射光束1 0。該第一發散透鏡4將該第一雷射束1 〇轉變 爲一發散雷射束1 2。該發散雷射束1 2照射該第一觀看 螢幕6的一第一大的面積1 4。該第一觀看螢幕6漫射地 反射該發散雷射束1 2而產生一干擾圖案。一位在一第二 光軸1 8處的觀察面板1 6與該干擾圖案相交會。該觀察 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29<7公釐） ^ "" -4 - 499785 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 面板1 6是在眼睛或該光學系統所聚焦的空間內的觀看區 。應注意的是，該發散透鏡4有助於證明該斑點，但並不 會產生斑點。 ‘ 第2圖爲前技的一典型的斑點1 7的照片，其顯示從 觀.察面板1 6所看到的斑點。從該觀看螢幕6漫射地反射 之發散雷射束1 2的建設性干擾產生該觀察面板1 6上的 亮點。破壞性的干擾則產生亮點之間的暗點。來自於該觀 爛螢幕6之漫射反射具有一隨機的本質，使得亮點與暗點 變化於整個觀察面板1 6上。 .斑點的一項測量値爲對比（C )。對比（百分比）爲 C=l〇〇*IRMS/‘r，其中了爲平均強度，IrMS爲 平均強度附近的平方根強度波動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Goodman 在 '、Some fundamental properties of speckle (J. Opt. Soc. Α., νοΐ. 66, no. 11, Nov. 1976, pp 1145-1150 )中提到斑點可藉由將N個不相關的（uncorrelated)斑 點圖案重疊來加以減少。這可將對比唔低2 / ( N ) 1 / 2 ，如果該等必個不相關的斑點圖案f a;有相同的平均強度 •及對比。如果該等N個不相關的斑點圖案息有不相同的平 均強度或不相同的對比的話，則該斑點減少因數將大於 1 / (. N ) 1 / 2。因此，對於N個不相關的斑點圖案而言 ，1 / ( N ) 1 / ^減少因數是最佳的斑點減少情形。

Goodman進一步教導不相關的斑點圖案可藉由時間， 空間，頻率，或偏振機構來獲得。例如，該空間機構可藉 由一第二證明雷射，其操作的波長與該第一證明雷射2相 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐) "" 一 -5- 499785 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 同，及一位在一第三光軸上的第二發散透鏡其照射該第一 觀看螢幕6的第一大的面積1 4，來產生。如果該第一光 軸8及第三光軸被分開一足夠的角度的話，則斑點將可被 減少1 /( 2 ) 1 / 2。角度上的分離是必需的，如果該具 有.第二雷射光束的第二證明雷射被建構成該第一雷射光束 1 〇及該第二雷射光束重疊的話，則斑點將不會被減少， 如果時間，頻率，或偏振機構沒有被使用的話。這是因爲 當角度分離不存在時，該第一證明雷射及該第二證明雷射 會產生相同的斑點圖案，縱使該第一證明雷射2與該第二 證明雷射係不相干（incoherent)。

Goodman進一步教導該偏振機構可以是一去偏振螢幕 ，其會如隨機第被偏振化的漫射光線般地反射或透射偏振 化的光線。由該去偏振化的螢幕所產生的斑點圖案明顯地 不同，如果從一旋轉中的偏振分析儀來看的話。這顯示照 射該去偏振螢幕之兩個正交的偏振分量產生兩個不相關的 斑點圖案。因此，如果該觀看螢幕6爲一 1 0 0 %的去偏 振螢幕的話，則對比將會.被減少1 / ( 2 ) 1 / 2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用來產生多個斑點圖案之另一此技藝中習知的方法爲 以一擺盪運動1 9的方式來移動該觀看螢幕6，此擺盪運 動1 9.運用Goodman所教導的時間機構。此擺盪運動1 9 典型地沿著一圓圈或一橢圓形軌到繞著該光軸8旋輳。這 造成斑點圖案相對於觀看該觀看螢幕6的眼睛或該光學系 統移動，因而在一段時間內產生多個斑點圖案。雖然在任 一時間點的斑點數量沒有改變，但眼睛會感覺出所產生的 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) -6- 499785 A7 料日凭正 __Β7 __補充 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 斑點，如果該擺盪運動的速度是在一門檻速度値之上的話 。該光學系統的強度偵測器會偵測出被斑點被減少，如果 曝光時間夠長以允許斑點圖案移動一明顯的距離的話。 前技中的一第二種斑點證明設備被示於第3圖中。該 斑點證明設備2 0包括一第三證明雷射2 2，一圓柱形發 散透鏡24， 一掃描鏡26，及一第二觀看螢幕28。該 第三證明雷射2 2射出一第三雷射光束30，其耦合至該 圓柱形發散透鏡2 4。該圓柱形發散透鏡2 4將該第三雷 射光束轉換成爲一第二發散雷射光束3 2。該掃描鏡2 6 反射該第二發散雷射光束3 2。因此，該第二雷射發散光 束3 2形成在該第二觀看螢幕2 8上的一線照明3 3。該 掃描鏡2 6以一具有一掃描頻率的掃描運動3 4將該線照 明3 3重復地掃描過該第二觀看螢幕2 8的一部分。因此 ，一第二大的面積被照射。如果眼睛或光學系統觀看該第 二觀看螢幕2 8的話，則眼睛或強度偵測器會偵測到在該 第二觀看螢幕2 8上的照明，如果該掃描頻率夠高的話。 眼睛或強度偵測器亦會偵測到斑點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在許多雷射照明的系統中斑點是一項嚴重的問題。此 問題因爲導因於1 / ( Ν ) 1 / 2減少因數在對比（ contrast )上之一相對慢的減少而更加嚴重。因此，需要 有其它的方法來減少雷射斑點。 〔發明槪要〕 本發明提供一種使用偏振平均來減少雷射斑點的方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ~ -7- 499785 A7 B7 五、發明説明（5 ) 與設備。一種偏振光束分光器將一第一偏振化的雷射輸出 分成一第二偏振化的雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出 。多面鏡子在該第二及第三偏振化的雷射輸出之間產生一 光路徑差。該光路徑差至少約爲該第一偏振化的雷射輸出 的相干長度（coherence length )。該第二及第三偏振化的 雷射輸出結合成爲一第四偏振化的雷射輸出。該第四偏振 化的雷射輸出照射一去偏振營幕。如果一*人類的眼睛或一* 具有強度偵測器的光學系統觀看該去偏振螢幕的話，則眼 睛及該強度偵測器將會偵測到斑點被減少。此斑點的減少 是由該.第二及第三偏振化的雷射輸出所產生的不相關的斑 點圖案所造成的平均化效果。 本發明的一第一替代實施例可在該光路徑差不是至少 約爲相干長度之下作用。在佌第一替代實施例中\於一足 夠的頻率下被驅動之一壓電轉換器將一光路徑長度改變， 改變的量至少約爲該第一偏振化的雷射輸出的波長的一半 的偶數倍。將該光路徑改變一足夠的頻率，可提供不相關 的斑點圖案。 一第二替代實施例包括該偏振光束分光器，第一及第 二四分之一波板子，第一及第二鏡子，及壓電轉.換器。該 偏振光.束分光器將該第一偏振化的雷射輸出分成一第五偏 振化的雷射輸出及一第六偏振化的雷射輸出，每一者皆具 有線性的偏振度。該第一及第二四分之一波板子將該直線 的偏振轉變爲圓形的偏振。該第一及第二鏡子反射該第五 偏振化的雷射輸出及該第六偏振化的雷射輸出。該第一及 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 499785 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第H四分之一波板子然後將該圓形的偏振轉變爲直線的偏 振，其爲原來的偏振被旋轉9 〇度。該耦合至該第一鏡子 的壓電轉換器將該第一偏振化的雷射輸出的光路徑長度改 變，其改變量爲爲該第一偏振化的雷射輸出的波長的一半 的偶數倍。該偏振光束分光器將該第五偏振化的雷射輸出 及該第六偏振化的雷射輸出結合爲一第七偏振化的雷射輸 出，其照射該去偏振化的螢幕。藉由將該光路徑改變一足 夠的頻率，眼睛及強度偵測器將會偵測到斑點被減少。 一第三替代實施例將來自於兩個雷射之兩個直交的偏 振雷射輸出加以結合成爲一結合的雷射輸出。該結合的雷 射輸出照射該去偏振螢幕。 一第四替代實施例將該第一雷射輸出以一旋轉頻率加 以旋轉用以形成一轉動偏振。具有此轉動偏振化的第一雷 射輸出照射該去偏振螢幕。 〔圖式簡要說明〕 第1圖爲前技用來證明雷射斑點的設備。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖爲該前技之一典型的雷射斑點圖案的照片。 第3圖爲前技用來證明雷射斑點的第二種設備。 第4圖爲本發明之較佳實施例的等角視圖。 第5圖顯示本發明之一偏振光束分光器。 第6圖顯示本發明之一雷射及一半波板子。 第7圖顯示本發明的較佳實施例的平面圖。 第8圖顯示本發明的一第一替代實施例。 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -9 -

/ 〇J

發明説明（ 第9圖顯示本發明的一第二替代 第1 0圖顯示本發明的一第三替 第1 1圖顯不本發明的一第四替 第1 2圖顯示本發明的一第五替 第1 3圖顯示本發明的一第六替 第1 4圖顯示本發明的一第七替 第1 5圖顯示本發明的一第八替 第1 6圖顯示本發明的一第九替 第17圖顯不本發明的一第十替 實施例。 代實施例 代實施例 代實施例 代實施例 代實施例 代實施例 代實施例 代實施例 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 主要元件對照表 1 •第一斑點證明設備 2 第一證明雷射 4 第一發散透鏡 6 第一觀看螢幕 8 第一烷軸 10 第一雷射束 12 發散雷射束 14 第一大的面積 16 .觀察面板 17 斑點圖案 18 第二光軸 1 9 擺盪運動 2 0 第二斑點證明設備 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 499785 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ( 8 2 2 第 二 =32¾ sa 2 4 圓 柱 形 2 6 掃 描 鏡 2 8 第 二 觀 3. 0 第 三 雷 3 2 第 二 發 3 3 線 眧 4 V \\ 明 3 4 掃 描 運 3 6 第 二 大 3 7 較 佳 實 3 8 第 — 雷 4 〇 偏 振 光 4 2 去 偏 振 4 4 光 軸 4 6 第 一 偏 4 8 第 二 偏 4 9 第 二 偏 5 0 第 — 鏡 5 2 第 二 鏡 5 4 第 二 鏡 5 6 第 四 鏡 5 8 第 四 雷 5 9 第 一 部 6 0 第 _. 直 明雷射 發散透鏡 察螢幕 射束 散雷射束 動 的面積 施例 射 束分光器 螢幕 振化的雷射輸出 振化的雷射輸出 振化的雷射輸出 子 子 子 子 射輸出 分視圖 線偏振化的電場 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 線 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -11 - 499785 A7 B7 五、發明説明（9 ) 62 第二直線偏振化的電場 6 4 第三直線偏振化的電場 6 6 偏振光束分光反射器 6 8 斑點減少結構 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7. 0 第 — 光 路 徑 長 度 7 2 第 二 光 路 徑 長 度 7 4 第 三 光 路 徑 長 度 7 6 第 四 光 路 徑 長 度 7 8 第 五 光 路 徑 長 度 7 9 第 — 部 分 視 圖 8 0 半 波 板 子 8 2 旋 轉 8 3 偏 振 角 度 8 4 第 一 替 代 實 施 例 8 5 第 五 鏡 子 8 6 第 鏡 子 8 8 第 七 鏡 子 9 0 第 — 替 代 實 施 例 9 2 偏 振 保存 光 纖 9 3 第 二 偏 振 化 的 雷 9 4 圓 柱形 發 散 透 鏡 9 6 掃 描 鏡 子 9 8 發 散 雷 射光束 1 0 0 第 二 去 偏 振 螢 — —.--•‘---裝^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |線 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) -12- 499785 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10) 102 第一掃描運動 104 第二掃描運動 10 5 第四替代實施例 ‘ 106 壓電轉換器 1.0 8 第一電子訊號 109 第五替代實施例 110 第二電子訊號 1 .1 1 第六替代實施例. 112 第二雷射 1 1 4 第五偏振化的雷射輸出 115 結合的雷射輸出 116 第七替代實施例. 118 第一四分之一波板子 120 第二四分之一波板子 122 第六偏振化的雷射輸出 12 4 第七偏振化的雷射輸出 126 第八偏振化的雷射輸出 130 第八替代實施例 13 2 雙折射結晶體 13 4. 第五直線偏振化的電場 1 3 6 第五直線偏振化的電場 140 第九替代實施例 142 偏振旋轉器 14 4 第三電子訊號 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 11.11^---裝------訂-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 499785 五、發明説明（11 ) 146 第九雷射輸出 150 第十替代實施例 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 2 第十偏振化的雷射輸出 15 4 第十一偏振化的雷射輸出 〔最佳實施例詳細說明〕 本發明係根據兩個未相干的（incoherent )、正交地 偏振化的雷射輸出在照射一去偏振螢幕時會產生四個不相 關的（uncorrelated)斑點圖案的事實發現而提出的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的較佳實施例被示於第4圖中。該較佳的實施 例3 7包括一第一雷射3 8 , —半波板子8 0，一去偏振 光束分光器4 0，及該去偏振螢幕4 2，它們係位在一光 軸4 4上。該具有一相干長度之第一雷射3 8發出一第一 偏振化的雷射輸出4 6其爲一直線地偏振化的準直光束。 該第一偏振化的雷射輸出4 6係耦合至該偏振光束分光器 4 0。該偏振光束分光器4 〇將該第一偏振化的雷射輸出 4 6分成一第二偏振化的雷射輸出4 8及一第三偏振化的 雷射輸出4 9。該第三偏振化的雷射輸出4 9持續沿著該 光軸4 4前進。該第二偏振化的雷射輸出4 8被該第一鏡 子5 0，一第二鏡子5 2，一第三鏡子5 4及一第四鏡子 56所反射。該第一，第二，第三及第四鏡子50, 52 ，5 4及5 6界定一光線導向器。熟悉此技藝者可很快地 瞭解到較多或較少的鏡子亦可被用來達成本發明的目的。 在被該第四鏡子5 6所反射之後，該第二偏振化的雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X297公釐） -14- 499785 A7 B7 五、發明説明（12) 射輸出4 8被該偏振光束分光器5 6所反射，該分光器將 該第二偏振化的雷射輸出4 8及該第三偏振化的雷射輸出 4 9結合成爲一第四偏振化的雷射輸出5 8。藉由將該第 二偏振化的雷射輸出傳送通過該光線導向器，該第二偏振 化的雷射輸出4 8已相對於該第三偏振化的雷射輸出4 9 偏移一光路徑差。該第四偏振化的雷射輸出5 8然後被耦 合至該去偏振螢幕4 2。該去偏振螢幕4 2將該第四雷射 輸出如隨機偏振化的漫射光線般地加以反射或透射。如果 該去偏振螢幕4 2反射該第四雷.射輸出5 8的話，則該去 偏振螢幕4 2’包含一漫射反射螢幕。如果該去偏陣螢幕 42透射該第四雷射輸出58的話，則該去偏振螢幕42 包含一漫射穿透螢幕。如果該光路徑差至少爲一足夠的距 離的話，則觀看該去偏振螢幕4 2之一光學系統的強度偵 測器或眼睛可看到斑.點被減少。 最好是，該足夠的距離爲相干長度。或者，該足夠的 距離小於該相干長度，但斑點的減少將會少於該足夠的距 離爲至少該相干長度的情形。 第4圖中的第一部分視圖5 9被示於第5圖中。該第 一部分視圖5 9包括該偏振光束分光器4 0，第一及第二 偏振化的雷射輸出4 6及4 8，及該第四雷射輸出5 8。 該第一偏振化的雷射輸出4 6具有一第一直線的偏振E ( 電）場6 0。該第一直線的偏振E場6 0爲一第二直線的 偏振E.(電）場6 2與一第三直線的偏振E (電）場6 4 的結合，它們爲該第一直線的偏振E (電）場6 〇的兩個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) —j--^---·丨裝^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 499785 A7 B7 五、發明説明（13) — ―^--^---―裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 直交的偏振。最好是，該第二直線的偏振E (電）場6 2 及該第三直線的偏振E (電）場6 4具有相同的振幅。在 較佳的實施例3 7 (第4圖）>，相等的振幅係藉由繞著 該光軸4 4旋轉半波板子8 0而獲得的。 參照第5圖，該第二直線的偏振E (電）場6 2爲垂 直的及該第三直線的偏振E (電）場6 4爲水平的。該偏 振光束分光器4 0從一偏振光束分光反射器6 6反射具有 該第二直線的偏振E (電）場6 2的第一偏振化的雷射輸 出4 6，同時讓具有該第三直線的偏振E (電）場6 .4的 第一偏振化的雷射輸出通過該偏振光束分光反射器6 6。 因此，該第二偏振化的雷射輸出4 8爲該具有第二直線的 偏振E (電）場6 2的第一偏振化的雷射輸出4 6。而且 ，該第三偏振化的雷射輸出4 9爲該具有第三直線的偏振 E (電）場.6 4的第一偏振化的雷射輸出4 6。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該第一偏振,化的雷射輸出4 6及第二偏振化的雷射輸 出4 9界定一相對於該偏振光束分光反射器6 6的入射平 面。在光學的習慣上將該第二直線的偏振E (電）場6 2 成爲一 s —偏振及將該第三直線的偏振E (電）場6 4稱 爲P -偏振，其中s代表與入射平面垂直及p代表與該入 射平面平行。對於熟悉此技藝者而言很明顯的是，該第一 直線的偏振E (電）場6 0可被一圓形偏振化的E場所取 代。 第4葡的一第二部分視圖7 9被示於第.6圖中。該第 二部分視圖7 9包括該第一雷射3 8及該半波板子.8 0。 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.) -16- 經濟/部智慧財產局員工消費合作社印製 499785 A7 B7 五、發明説明（14) — ~' ： 該半波板子8 〇繞著該光軸4 4的旋轉8 2將該第一直線 的偏振E (電）場6 〇轉動使得一偏振角度8 3被調整。 該旋轉8 2被用來讓該第二直線的偏振£ (電）場6 2與 δ亥第二直線的偏振e (電）場6 4相等。對於熟悉此技藝 者而言很明顯的是，該半波板子8 〇可被取消，因爲該第 一及第三直線的偏振Ε (電）場6 2及6 4的振幅可藉由 旋轉該第一雷射3 8而相等。 較佳實施例3 7的一平面圖被示於第7圖中，其包括 該偏振光束分光器4 0及第一，第二，第三及第四鏡子 5 0，. 5 2，‘ 5 4及5 6，它們被界定爲一斑點減少結構 δ 8。該偏振光束分光器4 0將該第一偏振化的雷射輸出 4 6分成該第二偏振化的雷射輸出4 8及該第三偏振化的 .雷射輸出4 9。該第二偏振化的雷射輸出4 8沿著一第一 光路徑長度7 0從該偏振光束分光反射器6 6前進至該第 一鏡子5 0。該第二偏振化的雷射輸出4 8沿著一第二光 路徑長度7 2從該第一鏡子5 0前進至該第二鏡子5 2。 該第二偏振化的雷射輸出4 8沿著一第三光路徑長度74 從該第二鏡子5 2前進至該第三鏡子5 4。該第二偏振化 的雷射輸出4 8沿著一第四光路徑長度7 6從該第三鏡子 5 4前進至該第四鏡子5 6。該第二偏振化的雷射輸出 4 8沿著一第五光路徑長度7 8從該第四鏡子5 6前進至 該偏振光束分光反射器6 6。該第一，第二，第三，第四 及第五光路徑長度70, 7 2. , 74，76及78,其每 一者都是幾何長度乘上折射率的總合。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公f ~ -17. I ----^----裝------訂-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 499785 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15) 該第一，第二，第三，第四及第五光路徑長度7〇, 7 2，74，7 6及7 8界定該光路徑差。對於熟悉此技 藝者而言很明顯的是，該第二，第三，第四光路徑長度 72， 74， 76可，但不一定要，位在一由該第一偏振 化的雷射輸出4 6，第一光路徑長度7 0及第五光路徑長 度7 8所界定的一平面上。 在該第二偏振化的雷射輸出4 8經過該光路徑差之後 ，該偏振光束分光反射器6 6會反射該第二偏振化的雷射 輸出4 8使得該第二偏振化的雷射輸出4 8及該第三偏振 化的雷射輸出4 9相結合而形成該第四雷射輸出5 8。該 第四雷射輸出5 8照射該去偏振螢幕4 2。最好是，該光 路徑差等於或大於該第一雷射3 8的相干長度。其結果爲 ，由該P -偏振及s -偏振所產生斑點爲非相干的。或者 ，該光路徑差小於該相干長度，但這所造成的結果爲斑點 的減少較少因爲p -偏振及S -偏振係部分相干。 該去偏振螢幕4 2從該p -偏振產生不相關的第一及 第二斑點圖案。該去偏振螢幕4 2亦從該s —偏振產生不 相關的第三及第四斑點圖案。對於至少爲該相干長度的該 光路徑差而言，該第一，第二，第三及第四斑點圖案係不 相關的·，因爲P —偏振及S -偏振是非相干的。因此，斑 點減少結構6 8及該去偏振螢幕4 2產生總數爲4個的不 相關的斑點圖案。斑點理論上被減少1 /( 4 ) 1 / 2 = 1 / 2的斑點減少因數。1 / 2的斑點減少因數爲去偏振 螢幕4 2 (其貢獻1 /( 2 ) 1 / 2的因數）與斑點減少結 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·） ^ ^ , 〆 , 裝 ' . 訂 ^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • 18 )785 A7 B7 五、發明説明（16) 構6 8 (其賃獻1 / ( 2 ) 1 / 2的因數）的結合。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於小於相干長度的光路徑差而言，在第一與第三斑 點圖案之間，及在第二與第四斑點圖案之間有一部分的相 千性，因爲該P -偏振及s -偏振係部分相干。在此例子 中.，斑點減少因數將介於1 / ( 2 ) 1 / 2與1 / 2之間。 本發明的一第一替代實施例被示於第8圖中。該第一 替代實施例8 4包括一第五鏡子8 5，一第六鏡子8 6及 〜第七鏡子88。該第五，第六，及第七鏡子85, 86 ，及8 8形成該光線導向器，其提供該第二偏振化的雷射 輸出4 8之光路徑差。 本發明的一第二替代實施例被示於第9圖中。該第一 替代實施例9 0包括一偏振保存光纖9 2其形成提供該第 二偏振化的雷射輸出4 8之光路徑差的光線導向器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的一第三替代實施例被示於第1 0圖中。該第 一替代實施例9 3包括該第一雷射3 8 ,該半波板子8 0 ，該斑點減少結構6 8，一圓柱形發散透鏡9 4，一掃描 鏡9 6，及一第二去偏振螢幕1 0 0。該圓柱形發散透鏡 將該第四雷射輸出5 8轉變爲一發散的雷射光束9 8。該 掃描鏡將該發散的雷射光束9 8反射至該去偏振螢幕4 2 上，並在該去偏振螢幕4 2上形成一線照明。該掃描鏡以 —鋸齒狀的掃描運動將該線照明掃描通過該第二去偏振螢 幕1 00。該鋸齒狀的掃描運動具有兩個分量。在一第一 掃描運動1 0 2中，該掃描鏡將該線照明9 8掃描通過該 第二去偏振螢幕1 〇 〇。在一第二掃描運動1 04.中，該 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐‘) 499785 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（17) 掃描鏡回至該第一掃描運動1 0 2的起點。該第二掃描運 動1 〇 4比第一掃描運動1 〇 2快很多。該鋸碜狀掃描運 動父替地重復該第一掃描運動1 〇 2及第二掃描運動 1 〇 4 °因此，該第一掃描運動1 〇 2提供該第二去偏振 m‘幕1 0 0主要的照明。對於熟悉此技藝者而言很明顯的 是，其它的掃描運動及訊序亦可被用來照射該第二去偏振 螢幕1 0 0 〇 在此第三替代實施例9 3中，斑點係被四個不相關的 斑點圖案所減少。此四個不相關的斑點圖案是由該第二去 偏振螢幕Γ 〇 〇與該光路徑差（其爲斑點減少結構6 8所 提供的）的結合所造成的。 如果該第一雷射3 8具有一長的相干長度的話，則讓 該光路倥差等於或大於第一雷射3 8的相干長度是很困難 或不實際的。本發明之考慮長的相干長度之一第四替代實 施例被示於第1 1圖中。此第四實施例1 〇 5加入一壓電 轉換器1 0 6至較佳實施例中。在此第四替代實施例 1 0 5中，該壓電轉換器1 〇6被耦合至該第四鏡子5 6 。對於熟悉此技藝者而言很明顯的是，該壓電轉換器 1 0 6被耦合至第一，第二或第三鏡子5 0 , 5 2或5 4 ，或該壓電轉換器1 0 6被耦合至多個鏡子。 在此第四替代實施例1 0 5中，該壓電轉換器1 〇 6 移動該第四鏡子5 6使得該光路徑差被改變一振幅。藉以 將該光路徑差改變一足夠的頻率，該第三及第四斑點圖案 會相對於該第一及第二斑點圖案偏移，眼睛及強度偵測器 本紙張尺度適用中.國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐.） I . ； A_w 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 499785 A7 B7 五、發明説明（18) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 因而可偵測到被斑點被減少。此足夠的頻率是由眼睛或強 度偵測器的一集成時間（integration time )來決定。一第 一電子訊號1 0 8驅動該壓電轉換器9 4。該第一電子訊 號1 0 8最好是在該足夠頻率下被驅動的一振盪電壓。對 於熟悉此技藝者而言很明顯的是，其它的電子訊號亦可被 用來驅動該壓電轉換器1 0 6，包括一隨機的波動訊號。 最好是，該電子訊號1 0 8爲一方形波訊號。對於〜 方形波而言，振幅最好是該第一偏振化的雷射輸出4 6的 一半波長的偶數倍。或者，該電子訊號1 0 8爲一非方形 波訊號，如一正弦波。對於非方形波訊號而言，振幅最好 至少是該第一偏振化的雷射輸出4 6的一半波長。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的一第五替代實施例被示於第1 2圖中。第五 替代實施例1 0 9加入一壓電轉換器1 0 6至第三替代實 施例9 3中。在此第五替代實施例1 0 9中，該光路徑差 不一定要等於或大於該相干長度。在此第五替代實施例 1 0 9中，該壓電轉換器1 0 6改變該光路徑差，改變的 量爲該第一偏振化的雷射輸出4 6的一半波長的偶數倍。 在此第五替代實施例1 0 9中，一第二電子訊號1 1 0驅 動該壓電轉換器1 0 6。該第二電子訊號1 1 0爲一方形 波電壓.，其具有一第一電壓水準，一第二電壓水準，及一 方形波周期。第一電壓水準與第二電壓水準之間的一差値 將該光路徑差偏移半波長的偶數倍。該方形波周期爲該第 一電壓水準及該第二電壓水診的一個循環。. 在此第五替代實施例1 0 9中，該第一掃描運動 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公董) -21 - 499785 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（19) 1 0 2及第一掃描運動1 〇 4被界定爲一掃描周期。對於 一第一掃描周期而言，該方形波電壓具有該第一電壓水準 。對於一緊接在該第一掃描周期之後的第二掃描周期而言 ，該方形波電壓具有該第二電壓水準。對於後續的掃描而 言，該方形波周期對應於兩個掃描周期，使得對於一第三 掃描周期而言，方形波電壓具有該第一電壓水準，及對於 一弟四掃描周期而S，方形波電壓具有該第二電壓水準。 因此，該第三及第四不相關的斑點圖案在每一掃描周期對 中都會相對於該第一及第二不柑關的斑點圖案偏移。斑點 因該去偏振螢幕1 0 0 ,鋸齒狀掃描運動，及第三及第四 不相關的斑點圖案的偏移的綜合影響而被減少.。 本發明的一第六替代實施例被示於第1 3圖中。第六 替代實施例1 1 1加入一第二雷射1 1 2至該第一雷射 3 8 ,該偏振光束分光器4 0，及該去偏振螢幕4 2。該 第一雷射3 8被建構成該第一偏振化的雷射輸出4 6具有 一相對於該偏振光束分光器6 6而被定向於一 p —偏振上 的電場。該第二雷射輸出1 1 2被建構成該第五偏振化的 雷射輸出11 4具有一相對於該偏振光束分光器6 6而被 定向於一 s -偏振上的電場。該偏振光束分光器6 6包括 多層化的介電質其將s -偏振反射並讓p —偏振透射過。 該第一偏振化的雷射輸出4 6通過該偏振光束分光器6 6 。該第五偏振化的雷射輸出114被該偏振光束分光器 θ Θ反射。 在此第六替代實施例1 1 1中，該第一偏振化的雷射 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、τ -線 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（2 Η) X 297公釐) -22- 499785 ，一抑丨.,、丨_丨，•她祕. A7 B7 五、發明説明（20) 輸出4 6與該第五偏振化的雷射輸出1 1 4結合形成一結 合的雷射輸出1 1 5。該結合的雷射輸出1 1 5照射該去 偏振螢幕4 2。因爲該第一雷射3 8及第二雷射1 1 2彼 此係非相干，所以當該結合的雷射輸出1 1 5照射在該去 偏振螢幕4 2上時會產生四個不相關的斑點圖案。對於熟 悉此技藝者而言很明顯的是，該偏振光束分光器4 0可用 一功能與該該偏振光束分光器6 6的多層化的介電質相似 的裝置所取代。 本發明的一第七替代實施例被示於第1 4圖中。.第七 替代實施例1 1 6包括該第一雷射3 8，該半波板子8 0 ，該偏振光束分光器4 0，第一及第二鏡子5 0及5 2 , 該去偏振螢幕42，該壓電轉換器106,該第一電子訊 號1 0 8，及該第一及第二四分之一波板子1 1 8及 1 2 0。該偏振光束分光器4 0將該第一偏振化的雷射輸 出4 6分成第六及第七偏振化的雷射輸出1 2 2及1 2 .4 其分別具有p -偏振及s -偏振。該第一及第二四分之一 波板子1 1 8及1 2 0具有第一及第二光軸，其分別相對 於第六及第七偏振化的雷射輸出1 2 2及1 2 4的p -偏 振及s -偏振被轉4 5度。該第一及第二四分之一波板子 1 1 8.及1 2 0分別將第六及第七偏振化的雷射輸出 1 2 2及1 2 4的P -偏振及s -偏振轉變爲圓形偏振。 被該第一電子訊號1 〇 8所驅動的該壓電轉換器1 0 6將 該第六偏振化的雷射輸出1 2 2的一第六光路徑長度改變 ，其改變量爲振幅。該第一電子訊號1 0 8最好是在該足 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝.

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 499785 經濟·部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（21) 夠頻率下被驅動的振盪電壓。 當該第六及第七偏振化的雷射輸出1 2 2及1 2 4回 到該第一及第二四分之一波板子1 0 8及1 2 0時，該第 一及第二四分之一波板子1 〇 8及1 2 0分別將當該第六 及第七偏振化的雷射輸出1 2 2及1 2 4轉變爲P -偏振 及s -偏振。該偏振光束分光器4 0反射該第六偏振化的 雷射輸出1 2 2並讓第七偏振化的雷射輸出1 2 4穿透過 ，因而形成一第八雷射輸出1 2 6其照射該去偏振螢幕 4 2。斑點被兩對不相關的斑點圖案所減少，它芒可藉由 將該第六光路徑長度改變振幅的大小而被進一步不相關。 本發明的一第八替代實施例被示於第1 5圖中。第八 替代實施例1 3 .0包括該第一及第二雷射3 8及1 1 2， 一雙折射晶體1 3 2，及該去偏振螢幕4 2。該第一雷射 3 8具有一第四直線偏振化的電場1 3 4。該第二雷射 1 1 2具有一第五直線偏振化的電場1 3 6。該雙折射晶 體1 3 2被定向使得該第一偏振化的雷射輸出4 6變成爲 在該雙折射晶體1 3 2內的一非常光線且該第五偏振化雷 射輸出1 1 4變成爲在該雙折射晶體1 3 2內的一尋常光 線。在離開該雙折射晶體1 3 2時，該第一及第五偏振化 的雷射.輸出46及114已結合形成該結合的雷射輸出 1 1 5。該結合的雷射輸出1 1 5照射該去偏振螢幕4 2 〇 第九替代實施例示於第1 6圖中。該第九替代實施例 1 4 0包括第一雷射3 8，一偏振旋轉器1 4 2，.及該去 本紙張尺度逍用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) I~.--.---·—裝------^訂-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -24 499785 A7 B7 五、發明説明（22) 偏振螢幕4 2。在該第九替代實施例1 4 0中，該偏振旋 轉器1 4 2是被一第三電子訊號1 4 4所驅動。該偏振旋 轉器1 4 2旋轉該第一偏振化的雷射輸出4 6以形成一第 九雷射輸出1 4 6其具有一旋轉偏振。該第九雷射輸出照 射該去偏振螢幕4 2。具有該旋轉偏振的該第九雷射輸出 1 4 6產生四個不相關的斑點圖案。如果一旋轉頻率足夠 的話，則眼睛及強度偵測器將該四個不相關的斑點圖案平 均化，因此眼睛及前度偵測器可偵測到斑點被減少。該偏 振旋轉器1 4 2最好是一電子-光學偏振旋轉器，如.一液 晶偏振旋轉器，一 Pockel槽（cell )或一 Kerr槽（cell ) 。或者，該偏振旋轉器爲一半波板子其一機械.性地旋轉。 本發明的一第十替代實施例被示於第1 7圖中，該第 十替代實施例1 5 0包括該第一雷射3 8，該半波板子 8 0，該偏振光束分光器40，第一及第二鏡子5 0及 5 2,偏振螢幕4 2，及該第一及第二四分之一波板子. 1 1 8及1 2 0。該偏振光束分光器4 0將該第一偏振化 的雷射輸出4 6分成第十及第十一偏振化的雷射輸出 1 5 2及1 5 4其分別具有p —偏振及s -偏振。該偏振 光束分光器4 0透射該第十偏振化的雷射輸出1 5 2朝向 該第一四分之一波板子1 1 8。該偏振光束分光器4 0將 該第i--偏振化的雷射輸出1 5 4反射朝向該第二四分之 一波板子1 2 0。 該第一四分之一波板子1 1 8具有第一光軸其相對於 該第十偏振化的雷射輸出1 5 2的p偏振被轉4 5.度。該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210、乂297公釐) I-------·—1-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 499785 A7 B7 五、發明説明（23) 第一四分之一波板子1 1 8將該第十偏振化的雷射輸出 1 5 2的P偏振轉換成圓形偏振。該第一鏡子5 0反射該 第十偏振化的雷射輸出1 5 2'。當該第十偏振化的雷射輸 出1 5 2回到該第一四分之一波板子1 1 8時，該第一四 分之一波板子將圓形偏振轉換成爲s -偏振。因此，該第 十偏振化的雷射輸出1 5 2沿著一第七光路徑長度從該偏 振光束分光反射器6 6前進至該第一鏡子5 0，然後回到 該偏振光束分光反射器6 6。該偏振光束分光器4 0然後 將該第十偏振化的雷射輸出1 5 2反射朝向該第二四.分之 一波板子12 0。 該第二四分之一波板子1 2 0具有第二光軸其相對於 該第十偏振化的雷射輸出1 5 2的s -偏振被轉4 5度。 該第二四分之一波板子1 2 0將該第十偏振化的雷射輸出 1 5 2的s . -偏振轉換成圓形偏振。該第二鏡子5 2反射 該第十偏振化的雷射輸出1 5 2。當該第十偏振化的雷射 輸出1 5 2回到該第一四分之一波板子1 2 0時，該第二 四分之一波板子將圓形偏振轉換成爲P -偏振。因此，該 第十偏振化的雷射輸出1 .5 2沿著一第八光路徑長度從該 偏振光束分光反射器6 6前進至該第二鏡子5 2，然後回 到該偏振光束分光反射器6 6。 該偏振光束分光器4透射該第十偏振化的雷射輸出 1 5 2 ,因而結合該第十偏振化的雷射輸出1 5 2及該第 十一偏振化的雷射輸出1 5 4以形成該第四.雷射輸出5 8 其具有介於該第十偏振化的雷射輸出1 5 2與該第十一偏 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) 111 _-==—& I == · 1 I--=== 1 - n H (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ▼線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 499785 A7 B7 五、發明説明（24) 振化的雷射輸出1 5 4之間的光路徑差。該第七及第八光 路徑長度界定該光路徑差的光線導向器。最好是，該光路 徑差至少爲該相干長度。該第四雷射輸出5 8照射該去偏 振螢幕4 2，及該斑點因而被四個不相關的斑點圖案所減 少。 對於熟悉此技藝者而言很明顯的是，在第十替代實施 例1 5 0中，第一及第二四分之一波板子118及120 可藉由羅該第一鏡子5 0反射該第十偏振化的雷射輸出 1 5 2至該第二鏡子5 2及讓該第二鏡子5 2反射該第十 偏振化的雷射輸出1 5 2至該偏振光束分光反射器6 6而 被取消。 第一及第二試驗係使用與較佳實施例3 7相似的一第 一試驗安排來實施。在第一試驗中，該斑點減少結構6 8 並不存在。在第二試驗中，則有該斑點減少結構6 8。理 論上，該斑點減少結構6 8應將斑點減少0 ▲ 7 0 7 = 1 /( 2 ) 1 / 2的因數，因爲該斑點減少結構6 8將不相 關的斑點圖案數目加倍。在第一試驗中，對比爲5 6 · 8 %。在第二試驗中，對比爲4 2 . 2 %。這使得減少因數 爲0 · 7 4 3 ,這與0 · 7 0 7的理論値相近。 對於熟悉此技藝者而言很明顯的是，在不偏離由以下 的申請專利範圍所界定之本發明的範圍之下可對於該較佳 實施例作出其它不同的變化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1裝--- 訂-----^線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27

Claims (1)

1. 499785 Αδ Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a ) —偏振光束分光器，其被建構成將一第一偏振化 的雷射輸出分成一第二偏振化·的雷射輸出及一第三偏振化 的雷射輸出，該第一偏振化的雷射輸出具有一相干長度（ coherence length ); b ) —光線導向器，其被建構來在該第二偏振化的雷 射輸出及第三偏振化的雷射輸出之間產生一光路徑差，該 光路徑差至少爲該相干長度，該光線導向器將該第二偏振 化的雷射輸出導向該偏振光束分光器，使得該偏振光束分 光器將.該第二偏振化的雷射輸出及第三偏振化的雷射輸出 結合成爲一第四偏振化的雷射輸出；及 c)一去偏振螢幕，其耦合至該第四雷射輸出，該第 四雷射輸出照射該去偏振螢幕。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該光線 導向器包含多個鏡子。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之設備，其更包含一 半波板子其耦合至該第一偏振化的雷射輸出，該半波板子 被建構來調整該第一偏振化的雷射輸出的一第一偏振角度 ，使得該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷射輸 出具有大致相等的強度。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該去偏 振螢幕包含一漫射反射表面。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之設備，其更包含一 雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —_—裝-- 訂-----^線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 .如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該去偏 振螢幕包含一漫射透射表面。 7 .如申請專利範圍第6‘項所述之設備，其更包含一 雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出。 8 .如申請專利範圍第2項所述之設備，其更包含一 雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出，該雷射被建構成 可使得該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷射輸 出具有大致相等的強度。 9 .如申請專利範圍第8項所述之設備，其該去偏振 螢幕包含一浸射反射表面。 i 〇 .如申請專利範圍第8項所述之設備，其該去偏 振螢幕包含一漫射透射表面。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該光 線導向器包含一偏振保存光纖。 1 2 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該偏 振光束分光器藉由反射該第二偏振化的雷射輸出及透射該 第三偏振化的雷射輸出而將該第一偏振化的雷射輸出分化 〇 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該 偏振光束分光器藉由反射該第二偏振化的雷射輸出而將該 第二偏振化的雷射輸出與第三偏振化的雷射輸出結合。 1 4 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該偏 振光束分光器藉由透射該第二偏振化的雷射輸出及反射該 第二偏振化的雷射輸出而將該第一偏振化的雷射輸出分化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499785 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 〇 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之設備，其中該 偏振光束分光器藉由透射該第二偏振化的雷射輸出而將該 第二偏振化的雷射輸出與第三偏振化的雷射輸出結合。 1 6 · —種減少雷射斑點的方法，其包含以下的步驟 •χ— --—^ a )將一第一偏振化的雷射輸出分成一第二偏振化的 雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出，該第一偏振化的雷 射輸出具有一相干長度（coherence length )，該第二偏振 化的雷射輸出及第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏振及 具有大致相等的強度； b) 在該第二偏振化的雷射輸出及第三偏振化的雷射 輸出之間產生一光路徑差，該光路徑差至少爲該相干長度 c) 將該第二偏振化的雷射輸出及第三偏振化的雷射 輸出結合成爲一第四偏振化的雷射輸出；及 d )用該第四偏振化的雷射輸出照射一去偏振的螢幕 〇 1 7 .如申請專利範圍第1 6項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 1 9 · 一種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a ) —偏振光束分光器，其被建構成將一第一偏振化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --«---y-----裝------訂----線 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 的雷射輸出分成一第二偏振化的雷射輸出及一第三偏振化 的雷射輸出； · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) b )多個鏡子，其被建構‘來在該第二偏振化的雷射輸 出及第三偏振化的雷射輸出之間產生一光路徑差，該光路 徑差至少爲該相干長度，該等鏡子將該第二偏振化的雷射 輸出導向該偏振光束分光器，使得該偏振光束分光器將該 第二偏振化的雷射輸出及第三偏振化的雷射輸出結合成爲 一第四偏振化的雷射輸出； c) 一壓電轉換器，其耦合至至少一個鏡子，該壓電 轉換器是被一電子訊號所驅動使得該光路徑差被改變一振 幅，該振幅至少爲該第一偏振化的雷射輸出的半波長，該 第子訊號具有一電子訊號頻率；及 d) —去偏振螢幕，其耦合至該第四雷射輸出，該第 四雷射輸出照射該去偏振螢幕，該電子訊號頻率至少爲一 足夠的頻率使得該斑點被減少。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之設備，其更包 含一半波板子其耦合至該第一偏振化的雷射輸出，該半波 板子被建構來調整該第一偏振化的雷射輸出的一第一偏振 角度，使得該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出具有大致相等的強度。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之設備，其中該 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項所述之設備，其更包 含一雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29<7公釐） -31 - 499785 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 2 3 ·如申請專利範圍第2 0項所述之設備，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 2 4 ·如申請專利範圍第‘ 2 3項所述之設備，其更包 含一雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出。 2 5 .如申請專利範圍第1 9項所述之設備，其更包 含一雷射用來提供該第一偏振化的雷射輸出，該雷射被建 構成可使得該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出具有大致相等的強度。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項所述之設備，其該去 偏振螢幕包含，一漫射反射表面。 2 7 .如申請專利範圍第2 5項所述之設備，其該去 偏振螢幕包含一漫射透射表面。 2 8 .如申請專利範圍第1 9項所述之設備，其中該 偏振光束分光器藉由反射該第二偏振化的雷射輸出及透射 該第三偏振化的雷射輸出而將該第一偏振化的雷射輸出分 化。 2 9 ·如申請專利範圍第2 8項所述之設備，其中該 偏振光束分光器藉由反射該第二偏振化的雷射輸出而將該 第二偏振化的雷射輸出與第三偏振化的雷射輸出結合。 3 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之設備，其中該 偏振光束分光器藉由透射該第二偏振化的雷射輸出及反射 該第三偏振化的雷射輸出而將該第一偏振化的雷射輸出分 化。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項所述之設備，其中該 本I張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) ~AwI^---- m i二 、T 線 -32- 499785 A8 B8 C8 D8 ττ、申請專利範圍 偏振光束分光器藉由透射該第二偏振化的雷射輸出而將該 第二偏振化的雷射輸出與第三偏振化的雷射輸出結合。 3 2 ·如申請專利範圍第‘ 1 9項所述之設備，其中該 電子訊號包含一非方形波訊號。 3 3 ·如申請專利範圍第1 9項所述之設備，其中該 電子訊號包含一方形波訊號且其中該振幅爲該第一偏振化 的雷射輸出的半波長的偶數倍。 3 4 · —種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a )將一第一偏振化的雷射輸出分化成一第二偏振化 的雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出的機構，該第一偏 振化的雷射輸出具有一相干長度，該第二偏振化的雷射輸 出及該第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏振並具有大致 相等的強度； b )將該第二偏振化的雷射輸出的光路徑長度振盪一 振幅並具有一振盪頻率的機構，該振幅至少爲該第一偏振 化的雷射輸出的半波長； c )將該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出結合成一第四偏振化的雷射輸出的機構；及 d)—去偏振螢幕，其耦合至該第四雷射輸出，該第 四雷射輸出照射該去偏振螢幕，該振盪頻率至少爲一足夠 的頻率使得該斑點被減少。 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項所述之設備，其中該 •用來分化的機構包含一偏振光束分光器。 3 6 ·如申請專利範圍第3 5項所述之設備，其中該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ29<7公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499785 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 用來結合的機構包含該偏振光束分光器。 3 7 .如申請專利範圍第3 6項所述之設備，其中該 用來結合的機構更包含： ‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) a ) 一第一鏡子耦合至該第二偏振化的雷射輸出，該 第一鏡子將該第二偏振化的雷射輸出反射回該偏振光束分 光器； b)—第一四分之一板子耦合至該第二偏振化的雷射 輸出並介於該偏振光束分光器與該第一鏡子之間，使得該 第二偏振化的雷射輸出的一第一偏振角度於該第二偏振化 的雷射輸出回，到該偏振光束分光器時被旋轉9 0度； c ) 一第二鏡子耦合至該第三偏振化的雷射輸出，該 第二鏡子將該第三偏振化的雷射輸出反射回該偏振光束分 光器；及 d ) —第二四分之一板子耦合至該第三偏振化的雷射 輸出並介於該偏振光束分光器與該第二鏡子之間，使得該 第三偏振化的雷射輸出的一第二偏振角度於該第三偏振化 的雷射輸出回到該偏振光束分光器時被旋轉9 0度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 8 .如申請專利範圍第37項所述之設備，其中用 來振盪的機構包含一壓電轉換器耦合至該第一鏡子。 3 9 .如申請專利範圍第3 6項所述之設備，其中用 來結合的機構進一步包含多個鏡子其被安排成該第二偏振 化的雷射輸出可回到該偏振光束分光器及該第二偏振化的 雷射輸出可與該第三偏振化的雷射輸出結合成爲該第四偏 振化的雷射輸出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) -34- 499785 8 88 8 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 穴、申請專利乾圍 4 Ο ·如申請專利範圍第3 9項所述之設備，其中該 用來振盪的機構包含一壓電轉換器其耦合至該等鏡子之一 〇 4 1! · 一種減少雷射斑點的方法，其包含以下的步驟 a) 將一第一偏振化的雷射輸出分成一第二偏振化的 雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出，該第二偏振化的雷 射輸出及第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏振及具有大 致相等的強度； b) 將該第二偏振化的雷射輸出的光路徑長度振盪一 振幅並具有一振盪頻率，該振幅至少爲該第一偏振化的雷 射輸出的半波長； c )將該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出結合成一第四偏振化的雷射輸出；及 d )用該第四雷射輸出照射一去偏振螢幕，該振盪頻 率至少爲一足夠的頻率使得該斑點被減少。 4 2 ·如申請專利範圍第4 1項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一*漫射反射表面。 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 4 4 . 一種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a)將一第一偏振化的雷射輸出分化成一第二偏振化 的雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出的機構，該第二偏 振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 一線 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35- 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 振並具有大致相等的強度； b )在該第二偏振化的雷射輸出的第一與第二光路徑 長度之間作切換的機構，該第一與第二光路徑長度之間的 差爲該第一偏振化的雷射輸出的半波長的偶數倍； c )將該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出結合成一第四偏振化的雷射輸出的機構； d )將該第四雷射輸出發散至一第一方向以產生一第 五雷射輸出的機構； e ) —掃描鏡子耦合至該第五雷射輸出，該掃描鏡子 反射該第五雷，射輸出以產生一線照明；及 ί ) 一去偏振螢幕其被該線照明所照射，該線照明重 復地將該線照明掃描該去偏振螢幕的一部分使得該切換機 構在一第掃描時保持該第一光路徑長度，在第二掃描時切 換至第二光路徑長度，及在後續的掃描中交替於該第一及 第二光路徑長度之間。 4 5 .如申請專利範圍第4 4項所述之設備，其中該 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 4 6 ·如申請專利範圍第4 4項所述之設備，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 4 7 · —種減少雷射斑點的方法，其包含以下的步驟 a )將一第一偏振化的雷射輸出分成一第二偏振化的 雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出，該第二偏振化的雷 射輸出及第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏振及具有大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐·) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36 499785 8 8 8 8 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 致相等的強度； b )切換於該第二偏振化的雷射輸出的第一與第二光 路徑長度之間，該第一與第二‘光路徑長度之間的差爲該第 一偏振化的雷射輸出的半波長的偶數倍； c )將該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 射輸出結合成一第四偏振化的雷射輸出； d) 將該第四雷射輸出發散於一第一方向上；及 e) 在一具有該第一光路徑長度的第一掃描中，在一 具有該第二光路徑長度的第二掃描中，將該第四雷射輸出 掃描於一第二方向上通過一去偏振螢幕的一部分，及在後 續的掃描中交替於該第一與第二光路徑長度之間，該第二 方向與該第一方向正交。 4 8 ·如申請專利範圍第4 7項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 4 9 ·如申請專利範圍第4 7項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 5 0 · —種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a )將一第一偏振化的雷射輸出與一第二偏振化的雷 射輸出結合的機構，該第一偏振化的雷射輸出與該第二偏 振化的雷射輸出是非相干的（mcoherent ),該第一偏振化 的雷射輸出與該第二偏振化的雷射輸出具有正交的偏振， 藉以形成一第三雷射輸出；及 b)—去偏振螢幕其耦合至該第三雷射輸出。 5 1 ·如申請專利範圍第5 0項所述之設備，其中該 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —.—ί—~裝------訂-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 5 2 ·如申請專利範圍第5 0項所述之設備，其中該 去偏振螢幕包含一漫射透射表面。 5 3 ·如申請專利範圍第5 0項所述之設備，其中該 用來結合的機構包含一偏振光束分光器。 5 4 ·如申請專利範圍第5 0項所述之設備，其中該 用來結合的機構包含一多層化的介電質裝置其透射該第一 偏振化的雷射輸出且反射該第二偏振化的雷射輸出。 5 5 .如申請專利範圍第5 0項所述之設備，其中該 用來結合的機構包含一雙折射結晶體。 5 6 · —種減少雷射斑點的方法，其包含以下的步驟 a )將一第一偏振化的雷射輸出與第二偏振化雷射輸 出結何以形成一第三雷射輸出，該第一偏振化的雷射輸出 與該第二偏振化的雷射輸出是非相干的（incoherent)，該 第一偏振化的雷射輸出與該第二偏振化的雷射輸出具有正 交的偏振，藉以形成一第三雷射輸出；及 b)用該第三偏振雷射輸出照射一去偏振螢幕。 5 7 ·如申請專利範圍第5 6項所述之方法，其中該 去偏振螢幕包含一漫射反射表面。 5 8 ·如申請專利範圍第5 6項所述之方法，其中該 去偏振營幕包含一漫射透射表面。 5 9 · —種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a )旋轉一雷射輸出的偏振藉以形成一旋轉的偏振， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -38- 499785 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 該旋轉的偏振係被以一旋轉頻率加以驅動；及 ........................................... ................. 1I-I ...............- - - - - i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) b )用該雷射輸出照射一去偏振螢幕該旋轉頻率足以 減少雷射斑點。 6 0 ·如申請專利範圍第5 9項所述之設備，其中該 旋轉機構包含一光電偏振旋轉器。 6 1 ·如申請專利範圍第5 9項所述之設備，其中該 旋轉機構包含一半波長板，該半波長板被機械式地旋轉。 6 2 · —種減少雷射斑點的方法，其包含以下的步驟 a )將一雷射輸出的偏振加以旋轉，藉以形成一旋轉 的偏振，該旋轉的偏振係被以一旋轉頻率加以驅動；及 b )用該雷射輸出照射一去偏振螢幕，該旋轉頻率足 以減少雷射斑點。 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 3 · —種用來減少雷射斑點的設備，該設備包含： a )將一第一偏振化的雷射輸出分化成一第二偏振化 的雷射輸出及一第三偏振化的雷射輸出的機構，該第一偏 振化的雷射輸出具有一相干長度，該第二偏振化的雷射輸 出及該第三偏振化的雷射輸出具有正交的偏振並具有大致 相等的強度； b ) —光線導向器耦合至該第二偏振化的雷射輸出， 光線導向器在該第二偏振化的雷射輸出及第三偏振化的雷 射輸出之間產生一光路徑差，該光路徑差至少爲該相干長 度； c )將該第二偏振化的雷射輸出及該第三偏振化的雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 射輸出結合成一第四偏振化的雷射輸出的機構；及 d)—去偏振螢幕其耦合至該第四雷射輸出。 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 4 ·如申請專利範圍第6 3項所述之設備，其中該 用來分化的機構包含一偏振光束分光器。 6 5 ·如申請專利範圍第6 4項所述之設備，其中該 用來結合的機構包含該偏振光束分光器。 6 6 ·如申請專利範圍第6 5項所述之設備，其中該 光線導向器更包含： a ) —第一鏡子耦合至該第二偏振化的雷射輸出，該 第一鏡子將該第二偏振化的雷射輸出反射回該偏振光束分 光器； b)—第一四分之一板子耦合至該第二偏振化的雷射 輸出並介於該偏振光束分光器與該第一鏡子之間，使得該 第二偏振化的雷射輸出的一偏振角度於該第二偏振化的雷 射輸出回到該偏振光束分光器時被旋轉9 0度； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 c ) 一第二鏡子，其在該第二偏振化的雷射輸出首次 回到該偏振光束分光器之後耦合至該第二偏振化的雷射輸 出，該第二鏡子將該第二偏振化的雷射輸出反射回該偏振 光束分光器；及 d)—第二四分之一板子耦合至該第二偏振化的雷射 輸出並介於該偏振光束分光器與該第二鏡子之間，使得該 第二偏振化的雷射輸出的偏振角度於該第二偏振化的雷射 輸出回到該偏振光束分光器時被旋轉9 0度。 6 7 ·如申請專利範圍第6 5項所述之設備，其中該 i紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格（210X297公釐)~ -40- 499785 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 光線導向器包含多個鏡子。 6 8 ·如申請專利範圍第6 5項所述之設備，其中該 光線導向器包含一偏振保存光纖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -41 -