WO2016173661A1 - Vorrichtung zur optischen strahlerzeugung, filtereinheit und verfahren zur spektralen strahlformung - Google Patents

Vorrichtung zur optischen strahlerzeugung, filtereinheit und verfahren zur spektralen strahlformung Download PDF

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Harry Hedler
Remigiusz Pastusiak
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for opti ⁇ rule beam generation with a radiation source and an optical filter unit for the selection of predetermined spectral components. Furthermore, the invention relates to such an optical filter unit and a method for spectral
  • Such an optical filter unit for generating a white light spectrum is to be USAGE ⁇ det.
  • radiation sources capable of producing an optical beam having a predefined spectral composition For example, many applications exist for which relatively broadband light, in particular white to the human eye, is needed. This can be achieved, for example, by the mixing together of several spectral bands or else by a flat intensity distribution over the entire visible spectral range. For other applications, monochromatic radiation, ie radiation with a spectral band in a defined, narrow wavelength range, is required.
  • a pre-defined spectral distribution of an optical beam to different Wei ⁇ sen can be generated.
  • the light may be different
  • Radiation sources with different bands are mixed in an optical beam.
  • the radiation of a broadband radiation source that is to say for example a white light source
  • optical absorption filters which let through the selected part of the spectrum and absorb the remaining parts.
  • a plurality of such absorption filters can then be combined to form an optical filter unit.
  • the filters of such a filter unit can be exchanged or brought into the beam path in different combinations.
  • a predefined section is spectrally selected by a monochromator from a broadband light source according to the prior art.
  • a monochromator can be a grating monochromator, as frequently used in optical spectroscopy.
  • a disadvantage of the known filter methods and Strahlerzeu ⁇ supply devices with optical absorption filters is that a predetermined spectral course can be adjusted only within certain limits by the selection of available filters.
  • the light intensity of the radiation source is often attenuated ⁇ also undesirable in the selected spectral regions by the use of absorbing optical components.
  • the changeover from a first spectral course to a changed spectral course of the output beam also requires equipment complexity, since macroscopic components must be moved mechanically. Even when mixing radiation from different radiation sources, the spectral composition can only be modulated within limits by changing the mixing proportions. A free adjustability of any spectral profile is not given hereby.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for optical beam generation, which avoids the disadvantages mentioned.
  • a predefined spectral composition should be as freely adjustable as possible with this device and / or a conversion to another spectral composition should be able to take place with a low outlay on equipment.
  • a further object is to provide an opti cal ⁇ filter unit for such a device as well as a drive Ver ⁇ for spectral beam forming with such a filter unit to be indicated.
  • the beam generating device has a radiation source and an optical filter unit.
  • the op ⁇ diagram filter unit includes a first dispersive element for splitting the radiation from the radiation source into its spectral components, one arranged in the beam direction, after the first dispersive element spatial light modulator for selection of spectral components and one in
  • a spatial light modulator is to be understood here as an arrangement for the spatial modulation of a light beam, in particular for intensity modulation.
  • the abbreviation SLM is also commonly used for English "Spatial Light Modulator.”
  • the intensity of the light is controlled via the settings on individual spatial modulation elements.
  • the lo- cal optical beam direction is to be understood to mean in the beam forming apparatus, regardless of whether the spatial orientation of the beam path during the beam combiner ⁇ run changes.
  • a significant advantage of Strahlerzeu- supply device is that it can an adjustment of a predetermined radiation spectrum by controlling the individual spatial modulation elements easily follow ⁇ without spectrally be selected Absorptionsfil ⁇ ter are needed in the beam path. Instead, increase the spectral adapting the radiation to the desired wave dependent intensity course can be done without the need for macro ⁇ scopic optical components have to be moved. Instead of pushing in and pushing out of the known in the prior art optical filter, the mixing of multiple light beams or the selection with a monochromator, a spectral fit over the spatial light modulator much more flexible, simpler in terms of apparatus, space-saving, automated and / or precise.
  • the radiation emitted by the radiation source first reaches the first dispersive element, by being spatially separated into its various spectral components. So the first dispersive element changes the direction and / or spatial position of the partial beams belonging to the individual spectral components and thus fan the
  • the dispersive elements of the present invention can generally be configured, for example, as an optical prism or as an optical grating.
  • the core idea of the present invention is to use a spatial light modulator for the spectral shaping of the light beam of a light source.
  • the spatial fanning out of the light beam after the first dispersive element in each case a group of spatial modu ⁇ lations instituten a spectral component, thus a Sectionbe ⁇ range of the wavelength spectrum of the radiation is assigned.
  • the partial beam impinging on it can then either be selected or deselected.
  • the sub-beams selected in this way are then bundled again into a common optical beam by the second dispersive element which is subsequently arranged in the beam path, so that there is essentially no further fanning out into individual spectral components.
  • the spectral fanning by the first dispersive element is thus introduced only as an intermediate step in order to enable a spectral selection by the spatial light modulator, and is then reversed by the second dispersive element.
  • the non-selected sub-beams of the other deselektierenden modulation elements are deflected in another rich ⁇ direction, so that they are coupled ⁇ out of the main beam path ⁇ .
  • the thus achieved selection and spectral composition of the optical beam enables a very precise adaptation to the desired spectral properties. In particular, it is also particularly easy to switch between different predetermined spectral characteristics.
  • the optical filter unit according to the invention for the spectral selection of radiation of a radiation source has a first dispersive element for the decomposition of the radiation
  • Radiation source in their spectral components, arranged in the beam direction after the first dispersive element spatial light modulator for the selection of spectral components and arranged in the beam direction after the spatial light modulator second dispersive element for combining the selected spectral components in a common optical beam.
  • the advantages of using such an optical filter unit are analogous to the advantages of the beam generating device described above.
  • the method for spectral beamforming with an optical filter unit according to the invention is characterized by the selection of the spectral composition of the radiation by activation and / or deactivation of individual spatial elements of the spatial light modulator.
  • the advantages of the method also arise analogously to the previously described advantages of the jet generating device according to the invention.
  • the described embodiments of the beam generating device, the optical filter unit and the method for beam shaping can advantageously be combined with one another.
  • the spatial light modulator can be designed as a micro mirror field. This can be a regular ⁇ even arranging a plurality of small optical mirrors.
  • These micromirrors can be automatically controlled individually by means of a digital control unit, the mirrors being tilted between two predefined orientations, which respectively correspond to an "ON" and an "OFF" state, that is to say an activated and a non-activated state.
  • Such Mikrospiegelfeider are in the Texas Instruments commercially available and un ⁇ ter the brand name "DLP" (Digital Light Processing) are offered. They are so far mainly used for digital image and video projection. Can roaptfeld With such micro- individual in a particularly simple manner
  • Partial beams are selected or deselected, wherein also a fast switching between two Druckungszu- states, for example, with switching times below 10 ms is possible.
  • the micromirror field can be a two-dimensional array of micromirrors with lateral dimensions of at most 100 ym, for example between 20 ym and 100 ym.
  • the radiation can be fanned out so according to its spectral components then by the first dispersive element that the radiation of a predetermined spectral component incident respectively on an associated row or column of Mik ⁇ roaptfelds.
  • the beam generating device may advantageously have at least one optical focusing unit which is arranged in the beam direction between the radiation source and the first dispersive element. Alternatively or additionally, such a focusing unit may be arranged in the beam path after the second dispersive element.
  • Such focusing units may comprise, for example, optical lenses, lens systems and / or hollow mirrors .
  • the beam-generating device may have at least one optical diaphragm.
  • Such a diaphragm can be arranged either optically as an entrance aperture between the radiation source and the first dispersive element and / or as an exit aperture after the second dispersive element.
  • An entrance aperture can be advantageous, for example, in order to enable a more precise imaging of the beam onto the spatial light modulator and thus a more precise assignment of individual columns or rows of spatial modulation elements to the respective spectral components.
  • the radiation source may be oriented ⁇ staltet as broadband radiation source with a spectral bandwidth of at least 100 nm.
  • the specified spectral bandwidth can be, in particular, the full width of a wavelength band at half the height of the intensity.
  • Such a broadband radiation source is especially suited to cut through - to allow different spectral components a predetermined spectral curve or in particular an off ⁇ choice of many different spectral curves - so full or partial selection.
  • arbitrary spectral profiles can be selected by the spatial light modulator ⁇ tor substantially, since the spectrum of the output beam is a subset of the spectral components of the light emitted by the radiation source.
  • the radiation source can advantageously be a white-light fiber laser, a quantum cascade laser without wavelength selection, a halogen lamp or an LED radiation source.
  • the radiation sources described are particularly suitable for the emission of broadband radiation, from which then a partial spectrum can be selected by means of the optical filter unit. This can be used, for example, for broadband, in particular white, light. especially flat wavelength characteristic are filtered out.
  • the radiation source is not limited to the emission of visible light.
  • it can also be an infrared source is about to be a combined source for infra-red, visible ⁇ bare and / or ultraviolet radiation or an ultraviolet source.
  • the spatial light modulator can have a plurality of individual spatial modulation elements and a digital control unit for the programmable control of the individual spatial elements.
  • partial beams of the radiation can be automatically selected or deselected with the individual spatial elements in this way for the further course of the beam. Deselected partial beams do not reach the exit beam from the beam generating device.
  • the setting of a predetermined spectral composition of an exit beam can advantageously be carried out without the movement of optical absorption filters.
  • switching between different predetermined spectral compositions may be accomplished without such movement of optical filters.
  • an optical absorption filter can be contained in the beam path, for example in order to filter out the remains of unwanted spectral components as completely as possible. It is essential that such absorption filters can then optionally be permanently installed and not have to be moved for the fine adjustment of the spectral properties of the output beam.
  • a single continuous part ⁇ quantitative spectral components can be selected at least proportionally, and the rest of the radiation can be coupled out of the beam path.
  • Light modulator in combination with the first and second dispersive element act as a bandpass filter, with a predetermined contiguous wavelength range, ie a Wavelength band, is selected.
  • a band pass filtering of the excitation spectrum can for example be expedient ⁇ SSIG to select nearly monochromatic light, or to select a predetermined portion of a wide-band radiation spectrum.
  • a predetermined strip profile can he ⁇ be sufficient within the contiguous subset.
  • the selection of the spectral composition can be used to set an exit beam with a substantially rectangular, Gaussian or Lorentz band or another desired band form.
  • a plurality of contiguous subsets of spectral components of the radiation can be at least partially selected in a similar manner, and the remaining radiation can be coupled out of the beam path.
  • a multi-band spectrum can be generated with each sett ⁇ Barer band shape of each sub-bands easily. This can also be used, for example, to simulate the spectral intensity profile of a conventional beam-generating device, in particular a device with multiple light sources.
  • a single coherent subset of spectral components of the radiation can be coupled out of the beam path and the remaining radiation can be selected by the spatial light modulator.
  • the spatial light modulator in combination with the first and second dispersive elements, can act as a bandstop filter with which a predefined coherent wavelength range, that is to say a wavelength band, is masked out. This can be advantageous in order to mask out a certain portion of the radiation spectrum which would be particularly disturbing in the further use of the radiation.
  • all short-wave spectral components of the radiation can be selected by the spatial light modulator up to a defined threshold value of the wavelength and the remaining, longer-wave radiation can be coupled out of the radiation path.
  • the spatial light modulator in combination with the first and second dispersive elements may act as a short-pass filter that only defines the short wavelengths below a defined one
  • Threshold in the exit jet lets happen.
  • all the long-wave spectral components above a defined threshold value of the wavelength can be selected by the spatial light modulator and the remaining radiation can be coupled out of the beam path.
  • the spatial light modulator in combination with the first and second dispersive elements, can act as a long-pass filter, allowing only the long wavelengths above a defined threshold to pass into the further exit beam.
  • the described filtering of the spectral components by the spatial light modulator generally does not have to be binary as a complete selection or deselection of a given spectral component.
  • grayscale can also advantageously be set during the filtering, so that a specific spectral component can also be proportionally selected.
  • Such gray levels in the filtering can be realized in different ways: Particularly advantageous, a proportionate selection of vor ⁇ certain spectral components by selecting a predetermined fraction of the spatial modulation elements in one of the respective spectral component associated row or column of a two-dimensional spatial Lichtmodula- gate done.
  • the spectral components can be directed to a two-dimensional light modulator with the help of the respectively upstream dispersive element such that each of its rows or columns has a spectral component, ie corresponding to a specific Wellendorfnbe ⁇ rich.
  • the respective modulation elements of such an approximately monochromatically illuminated row or column need not necessarily have the same activation state.
  • a predetermined subset of the modulation elements in such a spectral subgroup (in other words, row or column) can also contribute to a selection of the corresponding spectral component.
  • the differently connected mod- lationsetti such a subgroup may be grouped prin ⁇ zipiell either after activation state or may also be mixed spatially.
  • a proportionate selection of a spectral component can also be effected by a repeated switching of individual spatial modulation elements. This time change, for example, perio ⁇ disch and take place simultaneously for the modulation elements of a spectral subgroup. The exact part of the spectral selection is then about the relationship between the
  • Duration of the activated and deactivated state is determined.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an emission spectrum and a sub-spectrum selected therefrom
  • Figure 3 shows three alternative selections of partial spectra
  • Figure 4 is a schematic representation of a selection pattern
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a beam generating device 1 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the beam generating device 1 comprises a radiation source 9 and an optical filter unit 7, which are arranged in this example together in a übergeordne ⁇ th housing. 5
  • the optical components of the beam-generating device 1 will be described below essentially along the optical beam path.
  • the optical filter unit 7 serves to spectrally filter the radiation 11 emitted by a radiation source 9, wherein the radiation in principle is visible light, infrared light or else ultraviolet radiation
  • Radiation can act.
  • the emitted radiation 11 is first coupled into the optical filter unit 7 via an entrance slit 12. Then it is directed via a sie ⁇ purity 13 on a first dispersive element 15 °.
  • the focusing unit 13 is schematically shown schematically ⁇ for focusing the radiation onto the first dispersive element 15. As shown in Figure 1, these focusing unit 13 13a may for example consist of a plurality of focusing lenses. As a result, the radiation 11 is thus directed onto the first dispersive element 15, and the light is fanned out by the dispersive element 15 into its spectral components.
  • exemplary are in the Figure 1, the optical paths for various six ⁇ dene spectral components ⁇ to ⁇ shown.
  • a spatial light modulator 17 is arranged in the beam path of the illumination unit 7, which is designed here as a micromirror field.
  • This micromirror field 17 is a two-dimensional field of digi ⁇ tal controllable micromirrors, which can be switched between two defined states. The mirrors can thus be activated or deactivated, in other words they can be set to ON or OFF.
  • the radiation is spectrally fanned out so that individual spectral components are essentially focused on columns of the micromirror field 17. As shown in Figure 1, these columns of micro-mirror array 17 may be selected to individual deselected areas 17a and 17b
  • a selected region corresponds to a mutually uniform cleavage state of the micromirrors.
  • the deselected area 17a ent ⁇ then speaks the other state of the micromirrors.
  • the incident on the three selected portions 17b ⁇ partial beams are steered in the further beam path to a second dispersive element 21st
  • these se ⁇ lekt striv beam are exemplary with ⁇ , ⁇ and ⁇ 5 ge ⁇ indicates. However, these are not in each case only a fixed wavelength, but a partial section of the wavelength spectrum of the emitted radiation 11.
  • the other spectral components% 2 and ⁇ 4 to ⁇ are coupled out of the further beam path and, for example, on here not shown absorber or other radiation sinks steered.
  • a beam blocker 19 ensures that as little as possible scattered radiation reaches the second dispersive element 21 on paths other than the intended radiation paths.
  • the micromirror field 17 thus acts here as a multiple band pass filter, by means of which three spectral bands of the original spectrum are selected in this example.
  • the second dispersive element 21 the different spectral components again become a common optical Beam bundled, which decoupled as exit beam 25 through an exit aperture 27 from the surrounding housing ⁇ who can.
  • a second focusing unit 23 ensures a spatially well-defined beam profile of this exit beam 25.
  • the beam-generating device 1 therefore has a total of an optical filter unit 7 with which the spectral properties of the exit beam 25 are set in digital control. For this purpose, no moving optical absorption filters are needed.
  • Fig. 2 is a schematic representation of an emission spectrum 35 ⁇ a radiation source 9 and a therefrom selec ⁇ oriented part of the spectrum is shown which selective represented by an optical filter unit 7 similarly as in the Figure 1 was advantage. Shown here is the intensity 31 of the Strah ⁇ lung in arbitrary units as a function of the radiation wavelength in nm.
  • the spectral filtering is slightly different from the example shown in the Figure 1 pattern to selected and unselected areas. From the superordinate spectrum 35 of FIG. 2, not only three, but four spectral bands are selected here, which are indicated schematically in FIG. 2 by bi to b 4 .
  • the exit beam 25 that has passed through the optical filter 7 has a partial spectrum which results from the superposition of these four spectral bands b 1 to b 4 .
  • the associated Selekti ⁇ onsmuster 37 of the micromirror array 17 accordingly has four selected portions 17b which are spatially associated with the selektier ⁇ th spectral bands bi-b. 4 In between, there are deselected partial regions 17a, in which the micromirrors of the micromirror field have a circuit state complementary to the partial regions 17b.
  • a radiation spectrum can be cut out from a broadband white light source, which spectrally corresponds to an optical beam composed of a plurality of narrowband light sources.
  • FIG. 3 shows a similar emission spectrum 35 of a broadband radiation source 9 and three alternative selections of partial spectra Si to S 3 .
  • these sub-spectra result as subsets of the superordinate emission spectrum 35, since they are selected by the optical filter unit 7 from this enveloping spectrum 35.
  • the widest possible band of approximately rectangular intensity profile Shuge- was prepared from the lumbar einhül ⁇ emission spectrum 35 filters to generate an overall output beam 25 with flat spectral characteristics as possible.
  • the first sub-spectrum Si has the narrowest wavelength range (from 535 nm to 625 nm) but the comparatively highest intensity values.
  • the intensities of the filtered-out partial spectrum Si in the selected region are close to the intensity values of the enveloping emission spectrum 35.
  • the third partial spectrum S 3 has the widest wavelength range (from 500 nm to 675 nm), but is in the intensity of the rectangular band counter greatly re prised ⁇ than the maximum intensity of the output spectrum 35th
  • the intensity of such a selected rectangular band is limited in each case by the weakest intensity in the selected wavelength range.
  • the second sub-spectrum S2 finally has an average bandwidth (with wavelengths between 510 nm and 645 nm) and also a medium intensity level.
  • the selection patterns of the micro mirror array 37 is to have 17 also proportionally selected Operabe ⁇ rich 17c.
  • the selection pattern 37 corresponding to the third partial spectrum S 3 is shown in FIG Micromirror field 17 shown schematically.
  • the Wellenlän ⁇ gen below 500 nm and above 675 nm correspond to the two 17a completely unselected portions.
  • the spectral components in the region of the edges of the spectral excerpt ie at about 500 nm and at about 675 nm, are completely selected.
  • These spectral ent ⁇ speak the two narrow, completely selected areas 17b of the micromirror array.
  • the intensity of the original spectrum 35 is here reduced to values between approximately 30% and just below 100% of the initial intensity. To achieve this, a corresponding proportion of micro will mirror of the micro mirror array 17 into a light selec ⁇ animal the circuit state accommodated.
  • all micromirrors 17i in a column are in a circuit state which decouples the incident partial beam from the further optical path. acts.
  • portions 17b are all micro-mirrors 17i of each ⁇ wells associated column in the opposite switching state, so that the incident to this micro-mirror partial beams are fed to the output beam 25th
  • These fully selected sub-portions 17b are associated with the edges of the selected sub-spectrum s3 and correspond in the example shown only a column c of micro ⁇ ⁇ Spie rules. Adjacent thereto and between these two completely selected subregions 17b is a spatially wider, proportionately selected subregion 17c.
  • the respective columns assigned to a spectral subarea each have both selected and deselected micromirrors 17i.
  • the selected micromirrors 17i are in this case in FIG. 4 generally characterized by hatching.
  • the distribution of selected and deselected fields can be both a regular and an irregular pattern.
  • the micro-mirrors 17i of FIG. 4 are only a very schematic representation of the actual micromirror arrangement.
  • the number of rows and columns is much larger.
  • the number of rows and columns can each be at least 100, in particular at least 1000.
  • the greater the number of Zei ⁇ len and / or columns, the finer are the possible settings of the spectral filtering of the emitted radiation 11 and therefore more accurately, a desired spectral profile of the output beam 25 can be adjusted.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur optischen Strahlerzeugung mit einer Strahlungsquelle und einer optischen Filtereinheit angegeben. Die optische Filtereinheit enthält ein erstes dispersives Element zur Zerlegung der Strahlung der Strahlungsquelle in ihre spektralen Komponenten, einen in Strahlrichtung nach dem ersten dispersiven Element angeordneten räumlichen Lichtmodulator zur Selektion von spektralen Komponenten und ein in Strahlrichtung nach dem räumlichen Lichtmodulator angeordnetes zweites dispersives Element zur Vereinigung der selektierten spektralen Komponenten in einem gemeinsamen optischen Strahl. Weiterhin werden eine solche optische Filtereinheit sowie ein Verfahren zur Strahlformung mit einer solchen optischen Filtereinheit angegeben.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur optischen Strahlerzeugung, Filtereinheit und Verfahren zur spektralen Strahlformung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur opti¬ schen Strahlerzeugung mit einer Strahlungsquelle und einer optischen Filtereinheit zur Selektion vorbestimmter spektraler Komponenten. Weiterhin betrifft die Erfindung eine solche optische Filtereinheit sowie ein Verfahren zur spektralen
Strahlformung damit. Insbesondere soll eine solche optische Filtereinheit zur Erzeugung eines Weißlichtspektrums verwen¬ det werden. Es besteht ein Bedarf an Strahlungsquellen, mit denen ein optischer Strahl mit einer vordefinierten spektralen Zusammensetzung erzeugt werden kann. Beispielsweise existieren viele Anwendungen, für die relativ breitbandiges , insbesondere dem menschlichen Auge weiß erscheinendes Licht, benötigt wird. Dies kann beispielsweise durch das Zusammenmischen mehrerer spektraler Banden oder auch durch eine flache Intensitätsverteilung über den gesamten sichtbaren Spektralbereich erreicht werden. Für andere Anwendungen wird monochromatische Strahlung, also Strahlung mit einer spektralen Bande in einem de- finierten, engen Wellenlängenbereich benötigt.
Nach dem Stand der Technik kann eine vordefinierte spektrale Verteilung eines optischen Strahls auf unterschiedliche Wei¬ sen erzeugt werden. Beispielsweise kann für eine spektrale Verteilung mit mehreren Banden das Licht aus verschiedenen
Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Banden in einem optischen Strahl gemischt werden. Alternativ kann die Strahlung einer breitbandigen Strahlungsquelle, also beispielsweise einer Weißlichtquelle spektral so gefiltert werden, dass ein gewünschter Ausschnitt aus dem breitbandigen Spektrum selektiert wird. Diese geschieht nach dem Stand der Technik typi¬ scherweise durch den Einsatz von optischen Absorptionsfiltern, die den selektierten Teil des Spektrums hindurch lassen und die übrigen Anteile absorbieren. Für eine genaue Selektion eines vorbestimmten Spektralverlaufs können dann mehrere solche Absorptionsfilter zu einer optischen Filtereinheit kombiniert werden. Für eine Umstellung auf eine andere spek- trale Zusammensetzung können die Filter einer solchen Filtereinheit ausgetauscht oder in unterschiedlichen Kombinationen in den Strahlengang gebracht werden.
Zur Erzeugung von schmalbandiger, also annähernd monochroma- tischer Strahlung wird nach dem Stand der Technik durch einen Monochromator aus einer breitbandigeren Lichtquelle ein vordefinierter Ausschnitt spektral selektiert. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen Monochromator um einen Gitter- Monochromator handeln, wie er häufig in der optischen Spek- troskopie zum Einsatz kommt.
Nachteilig bei den bekannten Filtermethoden und Strahlerzeu¬ gungsvorrichtungen mit optischen Absorptionsfiltern ist, dass durch die Auswahl an zur Verfügung stehenden Filter ein vor- bestimmter spektraler Verlauf nur in gewissen Grenzen eingestellt werden kann. Durch den Einsatz von absorbierenden optischen Komponenten wird die Lichtintensität der Strahlungs¬ quelle oft auch in den selektierten Spektralbereichen unerwünscht abgeschwächt. Die Umstellung von einem ersten spekt- ralen Verlauf zu einem geänderten spektralen Verlauf des Ausgangsstrahls erfordert weiterhin apparativen Aufwand, da makroskopische Komponenten mechanisch bewegt werden müssen. Auch bei der Mischung von Strahlung aus verschiedenen Strahlungsquellen kann durch die Änderung der Mischungsanteile die spektrale Zusammensetzung nur in eingeschränkten Grenzen moduliert werden. Eine freie Einstellbarkeit eines beliebigen spektralen Verlaufs ist hiermit nicht gegeben. Auch bei der Selektion eines schmalen Wellenlängenbereichs mit einem Mono¬ chromator ist, selbst beim Zusammenmischen mehrere solcher schmalbandiger Strahlen keine freie Einstellbarkeit eines be¬ liebigen Spektrums gegeben. Außerdem ist der apparative Aufwand eines solchen Monochromators insgesamt relativ hoch, und die Umstellung auf eine andere selektierte Wellenlänge erfor- dert ebenfalls die mechanische Bewegung makroskopischer opti¬ scher Komponenten, beispielsweise die Drehung eines optischen Gitters . Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur optischen Strahlerzeugung anzugeben, welche die genannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll mit dieser Vorrichtung eine vordefinierte spektrale Zusammensetzung möglichst frei einstellbar sein und/oder eine Umstellung auf eine andere spektrale Zusammensetzung soll mit niedrigem apparativem Aufwand erfolgen können. Eine weitere Aufgabe ist es, eine opti¬ sche Filtereinheit für eine solche Vorrichtung sowie ein Ver¬ fahren zur spektralen Strahlformung mit einer solchen Filtereinheit anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 beschriebene Strahlerzeugungsvorrichtung, die in Anspruch 8 beschriebene optische Filtereinheit sowie das in Anspruch 9 beschriebene Verfahren gelöst.
Die erfindungsgemäße Strahlerzeugungsvorrichtung weist eine Strahlungsquelle und eine optische Filtereinheit auf. Die op¬ tische Filtereinheit enthält ein erstes dispersives Element zur Zerlegung der Strahlung der Strahlungsquelle in ihre spektralen Komponenten, einen in Strahlrichtung nach dem ersten dispersiven Element angeordneten räumlichen Lichtmodulator zur Selektion von spektralen Komponenten und ein in
Strahlrichtung nach dem räumlichen Lichtmodulator angeordnetes zweites dispersives Element zur Vereinigung der selek- tierten spektralen Komponenten in einem gemeinsamen optischen Strahl .
Unter einem räumlichen Lichtmodulator soll hierbei eine Anordnung zur räumlichen Modulation eines Lichtstrahls, insbe- sondere zur Intensitätsmodulation verstanden werden. Hierfür ist auch die Abkürzung SLM für englisch „Spatial Light Modulator" gebräuchlich. Bei einem solchen räumlichen Lichtmodu- lator wird die Intensität des Lichts über die Einstellungen an einzelnen räumlichen Modulationselementen gesteuert.
Unter der genannten Strahlrichtung soll dabei jeweils die lo- kale optische Strahlrichtung in der Strahlerzeugungsvorrichtung verstanden werden, unabhängig davon, ob sich die räumliche Orientierung des Strahlengangs während des Strahlenver¬ laufs ändert. Über die beschriebene räumliche Anordnung der einzelnen optischen Komponenten, die in Strahlrichtung „vor" oder „nach" anderen Komponenten angeordnet sind, soll also keine Position entlang einer fortlaufenden, einheitlichen Richtung angegeben werden, sondern nur eine Reihenfolge des Durchlaufs optischer Strahlen auf einem optischen Strahlenweg, der insgesamt von der Strahlungsquelle zum zweiten dis- persiven Element führt und optional weiter zu einem optischen Ausgang der Vorrichtung, mit anderen Worten ein optisches „vor" oder „nach" im Strahlengang.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Strahlerzeu- gungsvorrichtung liegt darin, dass durch eine Ansteuerung der einzelnen räumlichen Modulationselemente auf einfache Weise eine Einstellung eines vorbestimmten Strahlungsspektrums er¬ folgen kann, ohne dass spektral selektierende Absorptionsfil¬ ter im Strahlengang benötigt werden. Vielmehr kann die spekt- rale Anpassung der Strahlung auf den gewünschten wellenabhängigen Intensitätsverlauf erfolgen, ohne dass hierfür makro¬ skopische optische Komponenten bewegt werden müssen. Statt eines Ein- und Ausschiebens der im Stand der Technik bekannten optischen Filter, des Mischens mehrere Lichtstrahlen oder der Selektion mit einem Monochromator kann über den räumlichen Lichtmodulator eine spektrale Anpassung deutlich flexibler, apparativ einfacher, platzsparender, automatisierter und/oder präziser erfolgen. Die von der Strahlungsquelle ausgesendete Strahlung gelangt zunächst zum ersten dispersiven Element, durch dass es räumlich in seine verschiedenen spektralen Komponenten zerlegt wird. Das erste dispersive Element ändert also die Richtung und/oder räumliche Lage der zu den einzelnen spektralen Komponenten zugehörigen Teilstrahlen und fächert somit die
Strahlung räumlich auf. Nach dem ersten dispersiven Element gelangt die Strahlung zum räumlichen Lichtmodulator, der durch die Einstellung der einzelnen räumlichen Modulationselemente eine Selektion der verschiedenen spektralen Komponenten ermöglicht. Die dispersiven Elemente der vorliegenden Erfindung können allgemein beispielsweise als optisches Pris¬ ma oder als optisches Gitter ausgestaltet sein.
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen räumlichen Lichtmodulator für die spektrale Formung des Lichtstrahls einer Lichtquelle einzusetzen. Durch die räumliche Auffächerung des Lichtstrahls nach dem ersten dispersiven Element wird dabei jeweils einer Gruppe von räumlichen Modu¬ lationselementen eine spektrale Komponente, also ein Teilbe¬ reich des Wellenlängenspektrums der Strahlung zugeordnet. Je nach Einstellung eines bestimmten räumlichen Modulationselements im Strahlengang kann dann der darauf auftreffende Teil- strahl entweder selektiert oder deselektiert werden. Die derart selektierten Teilstrahlen werden dann durch das im Strahlengang anschließend angeordnete zweite dispersive Element so wieder zu einem gemeinsamen optischen Strahl gebündelt, dass danach im Wesentlichen keine Auffächerung in einzelne spekt- rale Komponenten mehr vorliegt. Die spektrale Auffächerung durch das erste dispersive Element wird also nur als Zwi¬ schenschritt eingeführt, um eine spektrale Selektion durch den räumlichen Lichtmodulator zu ermöglichen, und wird dann durch das zweite dispersive Element wieder rückgängig ge- macht. Die nicht selektierten Teilstrahlen der übrigen deselektierenden Modulationselemente werden in eine andere Rich¬ tung abgelenkt, so dass sie aus dem Hauptstrahlengang ausge¬ koppelt werden. Durch die derart erreichte Selektion und spektrale Komposition des optischen Strahls wird eine sehr präzise Anpassung an die gewünschten spektralen Eigenschaften ermöglicht. Insbesondere kann auch besonders einfach zwischen unterschiedlichen vorgegebenen Spektralverläufen umgeschaltet werden . Die erfindungsgemäße optische Filtereinheit zur spektralen Selektion von Strahlung einer Strahlungsquelle weist ein erstes dispersives Element zur Zerlegung der Strahlung der
Strahlungsquelle in ihre spektralen Komponenten, einen in Strahlrichtung nach dem ersten dispersiven Element angeordneten räumlichen Lichtmodulator zur Selektion von spektralen Komponenten und ein in Strahlrichtung nach dem räumlichen Lichtmodulator angeordnetes zweites dispersives Element zur Vereinigung der selektierten spektralen Komponenten in einem gemeinsamen optischen Strahl auf. Die Vorteile bei der Verwendung einer solchen optischen Filtereinheit ergeben sich analog zu den oben beschriebenen Vorteilen der Strahlerzeugungsvorrichtung . Das Verfahren zur spektralen Strahlformung mit einer erfindungsgemäßen optischen Filtereinheit ist durch die Selektion der spektralen Zusammensetzung der Strahlung mittels Aktivierung und/oder Deaktivierung einzelner räumlicher Elemente des räumlichen Lichtmodulators gekennzeichnet. Auch die Vorteile des Verfahrens ergeben sich analog zu den vorab geschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Strahlerzeugungsvorrichtung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von den Ansprüchen 1 und 9 abhängigen An- Sprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei können die beschriebenen Ausgestaltungen der Strahlerzeugungsvorrichtung, der optischen Filtereinheit und des Verfahrens zur Strahlformung vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Vorteilhaft kann der räumliche Lichtmodulator als Mikrospie- gelfeld ausgestaltet sein. Dabei kann es sich um eine regel¬ mäßige Anordnung einer Vielzahl von kleinen optischen Spiegeln handeln. Diese Mikrospiegel können über eine digitale Ansteuerungseinheit automatisch einzelnen ansteuerbar sein, wobei die Spiegel zwischen zwei vorgegebenen Orientierungen gekippt werden, die jeweils einem „ON" und einem „OFF"-Zu- stand, also einem aktivierten und einem nicht aktivierten Zustand entsprechen. Solche Mikrospiegelfeider sind bei der Firma Texas Instruments kommerziell erhältlich und werden un¬ ter dem Markennamen „DLP" (für Digital Light Processing) angeboten. Sie werden bisher hauptsächlich für die digitale Bild- und Videoprojektion eingesetzt. Mit einem solchen Mik- rospiegelfeld können auf besonders einfache Weise einzelne
Teilstrahlen selektiert oder deselektiert werden, wobei ebenfalls ein schnelles Umschalten zwischen zwei Schaltungszu- ständen, beispielsweise mit Schaltzeiten unterhalb von 10 ms möglich ist.
Das Mikrospiegelfeld kann ein zweidimensionales Feld von Mik- rospiegeln mit seitlichen Abmessungen von jeweils höchstens 100 ym sein, beispielsweise zwischen 20 ym und 100 ym. Die Strahlung kann dann durch das erste dispersive Element so entsprechend ihrer spektralen Komponenten aufgefächert werden, dass die Strahlung einer vorbestimmten spektralen Komponente jeweils auf eine zugeordnete Zeile oder Spalte des Mik¬ rospiegelfelds auftrifft. Die Strahlerzeugungsvorrichtung kann vorteilhaft wenigstens eine optische Fokussiereinheit aufweisen, die in Strahlrich¬ tung zwischen Strahlungsquelle und erstem dispersivem Element angeordnet ist Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Fokussiereinheit im Strahlengang nach dem zweiten dispersiven Element angeordnet sein. Derartige Fokussiereinheiten können beispielsweise optische Linsen, Linsensysteme und/oder Hohl¬ spiegel umfassen. Sie können also beispielsweise wenigstens eine Fokussierlinse oder einen Fokussierspiegel aufweisen. Durch eine zwischen Strahlungsquelle und erstem dispersivem Element angeordnete Fokussiereinheit kann eine Bündelung der einzelnen, den spektralen Komponenten entsprechenden Teilstrahlen auf den verschiedenen zugehörigen Bereichen des räumlichen Lichtmodulators erzielt werden. Diese Fokussierung erlaubt eine präzisere spektrale Selektion. Eine zusätzlich nach dem zweiten dispersiven Element angeordnete Fokussie¬ reinheit ermöglicht vorteilhaft eine Bündelung des typischer¬ weise divergent das zweite dispersive Element verlassenden Strahls in einen definierten, kollimierten Ausgangsstrahl. Alternativ oder zusätzlich kann die Strahlerzeugungsvorrichtung wenigstens eine optische Blende aufweisen. Eine solche Blende kann entweder als Eintrittsblende optischen zwischen Strahlungsquelle und erstem dispersivem Element und/oder als Austrittsblende optisch nach dem zweiten dispersiven Element angeordnet sein. Eine Eintrittsblende kann beispielsweise vorteilhaft sein, um eine präzisere Abbildung des Strahls auf den räumlichen Lichtmodulator und somit eine präzisere Zuord- nung einzelner Spalten oder Zeilen an räumlichen Modulationselementen zu den jeweiligen spektralen Komponenten zu ermöglichen .
Die Strahlungsquelle kann als breitbandige Strahlungsquelle mit einer spektralen Bandbreite von wenigstens 100 nm ausge¬ staltet sein. Bei der angegebenen spektralen Bandbreite kann es sich insbesondere um die volle Breite eines Wellenlängen¬ bandes bei halber Höhe der Intensität handeln. Eine solche breitbandige Strahlungsquelle eignet sich besonders gut, um durch Ausschneiden - also vollständige oder anteilige Selektion - von verschiedenen spektralen Komponenten einen vorbestimmten spektralen Verlauf oder insbesondere auch eine Aus¬ wahl von vielen unterschiedlichen spektralen Verläufen zu ermöglichen. Innerhalb der Einhüllenden des breiten Spektrums der Strahlungsquelle können durch den räumlichen Lichtmodula¬ tor im Wesentlichen beliebige spektrale Verläufe selektiert werden, da das Spektrum des Ausgangsstrahl eine Teilmenge der spektralen Komponenten der durch die Strahlungsquelle emittierten Strahlung darstellt.
Bei der Strahlungsquelle kann es sich vorteilhaft um einen Weißlicht-Faserlaser, einen Quantum Cascade Laser ohne Wellenlängenselektion, eine Halogenlampe oder eine LED-Strahlungsquelle handeln. Die beschriebenen Strahlungsquellen eigenen sich besonders gut für die Emission von breitbandiger Strahlung, aus der dann mittels der optischen Filtereinheit ein Teilspektrum selektiert werden kann. Hiermit kann beispielsweise breitbandiges , insbesondere weißes Licht mit be- sonders flacher Wellenlängencharakteristik herausgefiltert werden. Allgemein ist die Strahlungsquelle nicht auf die Emission sichtbaren Lichts beschränkt. Beispielsweise kann es sich dabei auch um eine Infrarotquelle, eine Ultraviolett- quelle oder um eine kombinierte Quelle für infrarote, sicht¬ bare und/oder ultraviolette Strahlung handeln.
Der räumliche Lichtmodulator kann eine Vielzahl einzelner räumlicher Modulationselemente und eine digitale Ansteue- rungseinheit zur programmierbaren Ansteuerung der einzelnen räumlichen Elemente aufweisen. Insbesondere können mit den einzelnen räumlichen Elementen auf diese Weise Teilstrahlen der Strahlung automatisch für den weiteren Strahlverlauf selektiert oder deselektiert werden. Deselektierte Teilstrahlen erreichen dabei den Austrittsstrahl aus der Strahlerzeugungsvorrichtung nicht.
Bei dem Verfahren kann die Einstellung einer vorgegebenen spektralen Zusammensetzung eines Austrittsstrahls vorteilhaft ohne die Bewegung optischer Absorptionsfilter erfolgen. Insbesondere kann ein Umstellen zwischen unterschiedlichen vorgegebenen spektralen Zusammensetzungen ohne eine solche Bewegung optischer Filter erfolgen. Dem steht nicht entgegen, dass zusätzlich zum räumlichen Modulationselement ein opti- scher Absorptionsfilter im Strahlengang enthalten sein kann, beispielsweise um Reste unerwünschter spektraler Komponenten möglichst vollständig herauszufiltern . Wesentlich ist, dass solche Absorptionsfilter dann gegebenenfalls fest installiert sein können und nicht für die Fein-Einstellung der spektralen Eigenschaften des Ausgangsstrahls bewegt werden müssen.
Bei dem Verfahren kann eine einzelne zusammenhängende Teil¬ menge spektraler Komponenten wenigstens anteilig selektiert werden, und die übrige Strahlung kann aus dem Strahlengang ausgekoppelt werden. Mit anderen Worten kann der räumliche
Lichtmodulator in Kombination mit dem ersten und zweiten dis- persiven Element als Bandpassfilter wirken, mit dem ein vorgegebener zusammenhängender Wellenlängenbereich, also ein Wellenlängenband, selektiert wird. Eine solche Bandpass- Filterung des Anregungsspektrums kann beispielsweise zweckmä¬ ßig sein, um annähernd monochromatisches Licht auszuwählen oder um einen vorbestimmten Teilbereich eines breitbandigen Strahlungsspektrums auszuwählen. Durch anteilige Selektion vorbestimmter spektraler Komponenten kann innerhalb der zusammenhängenden Teilmenge ein vorgegebenes Bandenprofil er¬ reicht werden.
Allgemein kann durch die Selektion der spektralen Zusammensetzung ein Austrittsstrahl mit einer im Wesentlichen rechteckigen, gaußförmigen oder lorentzförmigen Bande oder auch eine andere gewünschte Bandenform eingestellt werden.
Alternativ können in ähnlicher Weise auch mehrere zusammenhängende Teilmengen spektraler Komponenten der Strahlung wenigstens anteilig selektiert werden, und die übrige Strahlung kann aus dem Strahlengang ausgekoppelt werden. Somit kann auf einfache Weise ein Mehrbanden-Spektrum mit jeweils einstell¬ barer Bandenform der einzelnen Teilbanden erzeugt werden. Dies kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, um den spektralen Intensitätsverlauf einer herkömmlichen Strahlerzeugungsvorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung mit mehreren Lichtquellen nachzubilden.
Alternativ kann durch den räumlichen Lichtmodulator eine einzelne zusammenhängende Teilmenge spektraler Komponenten der Strahlung aus dem Strahlengang ausgekoppelt werden und die übrige Strahlung selektiert werden. Mit anderen Worten kann der räumliche Lichtmodulator in Kombination mit dem ersten und zweiten dispersiven Element als Bandsperrfilter wirken, mit dem ein vorgegebener zusammenhängender Wellenlängenbereich, also ein Wellenlängenband, ausgeblendet wird. Dies kann vorteilhaft sein, um einen bestimmten Teilbereich des Strahlungsspektrums auszublenden, der sich bei der weiteren Verwendung der Strahlung als besonders störend bemerkbar machen würde . Alternativ können durch den räumlichen Lichtmodulator alle kurzwelligen spektralen Komponenten der Strahlung bis zu einem festgelegten Schwellwert der Wellenlänge selektiert werden und die übrige, langwelligere Strahlung aus dem Strah- lengang ausgekoppelt werden. Mit anderen Worten kann der räumliche Lichtmodulator in Kombination mit dem ersten und zweiten dispersiven Element als Kurzpassfilter wirken, der nur die kurzen Wellenlängen unterhalb einer definierten
Schwelle in den Austrittsstrahl passieren lässt.
Alternativ können durch das den räumlichen Lichtmodulator auch alle langwelligen spektralen Komponenten oberhalb eines festgelegten Schwellwerts der Wellenlänge selektiert werden und die übrige Strahlung aus dem Strahlengang ausgekoppelt werden. Mit anderen Worten kann der räumliche Lichtmodulator in Kombination mit dem ersten und zweiten dispersiven Element als Langpassfilter wirken, der nur die langen Wellenlängen oberhalb einer definierten Schwelle in den weiteren Austrittsstrahl passieren lässt.
Die beschriebene Filterung der spektralen Komponenten durch den räumlichen Lichtmodulator muss allgemein nicht binär als vollständige Selektion oder Deselektion einer gegebenen spektralen Komponente erfolgen. Es können vielmehr bei der Filterung vorteilhaft auch Graustufen eingestellt werden, so dass eine bestimmte spektrale Komponente also auch anteilig selektiert sein kann. Solche Graustufen bei der Filterung können auf unterschiedliche Weise realisiert werden: Besonders vorteilhaft kann eine anteilige Selektion von vor¬ bestimmten spektralen Komponenten durch Selektion eines vorbestimmten Bruchteils der räumlichen Modulationselemente in einer der jeweiligen spektralen Komponente zugeordneten Zeile oder Spalte eines zweidimensionalen räumlichen Lichtmodula- tors erfolgen. Mit anderen Worten können die spektralen Komponenten mit Hilfe des jeweils vorgeschalteten dispersiven Elements so auf einen zweidimensionalen Lichtmodulator gelenkt werden, dass jeweils dessen Zeilen oder Spalten einer spektralen Komponente, also einem bestimmten Wellenlängenbe¬ reich entsprechen. Die jeweiligen Modulationselemente einer solchen annähernd monochrom beleuchteten Zeile oder Spalte müssen jedoch nicht zwangsläufig den gleichen Aktivierungszu- stand aufweisen. Zur Umsetzung einer anteiligen Selektion kann so auch eine vorbestimmte Teilmenge der Modulationsele¬ mente in einer solchen spektralen Untergruppe (sprich: Zeile oder Spalte) zu einer Selektion der entsprechenden spektralen Komponente beitragen. Die unterschiedlich geschalteten Modu- lationselemente einer solchen Untergruppe können dabei prin¬ zipiell entweder nach Aktivierungszustand gruppiert oder auch räumlich gemischt sein.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann eine anteilige Selektion einer spektralen Komponente auch durch ein wiederholtes Umschalten einzelner räumlicher Modulationselemente erfolgen. Diese zeitliche Änderung kann beispielsweise perio¬ disch und gleichzeitig für die Modulationselemente einer spektralen Untergruppe erfolgen. Der genaue Anteil der spekt- ralen Selektion ist dann über das Verhältnis zwischen der
Zeitdauer des aktivierten und des deaktivierten Zustands bestimmt .
Alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorab beschriebenen Verfahren einer anteiligen Selektion für eine bestimmte spektrale Komponente kann auch eine Aufweichung der Selektion der Komponente durch die Unschärfe bei der Auffächerung des je¬ weiligen optischen Strahls in die verschiedenen spektralen Komponenten erfolgen. Auch hierdurch ergibt sich bei der praktischen Umsetzung in der Regel eine nicht ganz vollständige Selektion oder Deselektion einer bestimmten spektralen Komponente, beispielsweise für die Konfiguration eines opti¬ schen Kantenfilters in der Nähe der Kante, selbst wenn die zu einer bestimmten spektralen Komponente zugehörige Untergruppe vollständig selektiert oder deselektiert ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen: Figur 1 eine schematische Darstellung des Strahlengangs in einer Strahlerzeugungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Emissionsspektrums und eines daraus selektierten Teilspektrums zeigt,
Figur 3 drei alternative Selektionen von Teilspektren zeigt und
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Selektionsmusters
37 eines räumlichen Lichtmodulators zeigt.
In Figur 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Strahlerzeugungsvorrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Strahlerzeugungsvorrichtung 1 weist eine Strahlungsquelle 9 und eine optische Filtereinheit 7 auf, die in diesem Beispiel zusammen in einem übergeordne¬ ten Gehäuse 5 angeordnet sind. Die optischen Komponenten der Strahlerzeugungsvorrichtung 1 werden im Folgenden im Wesentlichen entlang des optischen Strahlenverlaufs beschrieben. Die optische Filtereinheit 7 dient insgesamt dazu, die von einer Strahlungsquelle 9 emittierte Strahlung 11 spektral zu filtern, wobei es sich bei der Strahlung prinzipiell um sichtbares Licht, Infrarotlicht oder auch ultraviolette
Strahlung handeln kann. Hierzu wird die emittierte Strahlung 11 zunächst über einen Eintrittsspalt 12 in die optische Fil- tereinheit 7 eingekoppelt. Dann wird sie über eine Fokussie¬ reinheit 13 auf ein erstes dispersives Element 15 gelenkt. Die Fokussiereinheit 13 dient zur Bündelung der Strahlung auf das erste dispersive Element 15. Wie in der Figur 1 schema¬ tisch gezeigt, kann diese Fokussiereinheit 13 beispielsweise aus mehreren fokussierenden Linsen 13a bestehen. Hierdurch wird die Strahlung 11 also auf das erste dispersive Element 15 gelenkt, und das Licht wird durch das dispersive Element 15 in seine spektralen Komponenten aufgefächert. Beispielhaft sind in der Figur 1 die Strahlenverläufe für sechs verschie¬ dene spektrale Komponenten λι bis λβ dargestellt. Nach dem ersten dispersiven Element 15 ist im Strahlengang der Beleuchtungseinheit 7 ein räumlicher Lichtmodulator 17 angeord- net, der hier als Mikrospiegelfeld ausgestaltet ist. Dieses Mikrospiegelfeld 17 ist ein zweidimensionales Feld von digi¬ tal ansteuerbaren Mikrospiegeln, die zwischen zwei definierten Zuständen umgeschaltet werden können. Die Spiegel können also aktiviert oder deaktiviert sein, mit anderen Worten kön- nen sie auf ON oder OFF stehen. Durch das erste dispersive
Element 15 wird die Strahlung spektral so aufgefächert, dass einzelne spektrale Komponenten im Wesentlichen auf Spalten des Mikrospiegelfeldes 17 fokussiert werden. Wie in Figur 1 dargestellt, können diese Spalten des Mikrospiegelfeldes 17 zu einzelnen deselektierten Bereichen 17a und selektierten
Bereichen 17b zusammengefasst sein. Ein selektierter Bereich entspricht dabei einem untereinander einheitlichen Spaltungszustand der Mikrospiegel . Der deselektierte Bereich 17a ent¬ spricht dann dem anderen Zustand der Mikrospiegel. Die auf die drei selektierten Teilbereiche 17b auftreffenden Teil¬ strahlen werden im weiteren Strahlverlauf auf ein zweites dispersives Element 21 gelenkt. In der Figur 1 sind diese se¬ lektierten Strahlenbündel beispielhaft mit λι, λ und λ5 ge¬ kennzeichnet. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um jeweils nur eine feste Wellenlänge, sondern um einen Teilausschnitt des Wellenlängenspektrums der emittierten Strahlung 11. Die anderen spektralen Komponenten %2 und λ4 bis λβ werden aus dem weiteren Strahlverlauf ausgekoppelt und beispielsweise auf hier nicht näher dargestellte Absorber oder sonstige Strah- lungssenken gelenkt. Ein Strahlblocker 19 sorgt dafür, dass möglichst wenig Streustrahlung auf anderen als den vorgesehenen Strahlungswegen zum zweiten dispersiven Element 21 gelangt. Im Zusammenspiel mit dem ersten dispersiven Element 15 wirkt das Mikrospiegelfeld 17 hier also als multipler Band- passfilter, durch den in diesem Beispiel drei spektrale Banden des ursprünglichen Spektrums selektiert werden. Durch das zweite dispersive Element 21 werden die unterschiedlichen spektralen Anteile wieder zu einem gemeinsamen optischen Strahl gebündelt, der als Austrittsstrahl 25 durch eine Austrittsblende 27 aus dem umgebenden Gehäuse ausgekoppelt wer¬ den kann. Eine zweite Fokussiereinheit 23 sorgt dabei für ein räumlich gut definiertes Strahlprofil dieses Austrittsstrahls 25. Die Strahlerzeugungsvorrichtung 1 weist also insgesamt eine optische Filtereinheit 7 auf, mit der die spektralen Eigenschaften des Austrittsstrahls 25 digital angesteuert eingestellt werden. Hierzu werden keine beweglichen optischen Absorptionsfilter benötigt.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Emissions¬ spektrums 35 einer Strahlungsquelle 9 und eines daraus selek¬ tierten Teilspektrums gezeigt, welches durch eine optische Filtereinheit 7 ähnlich wie in der Figur 1 dargestellt selek- tiert wurde. Gezeigt ist hierbei die Intensität 31 der Strah¬ lung in willkürlichen Einheiten in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Strahlung in nm. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die spektrale Filterung etwas unterschiedlich zu dem in der Figur 1 dargestellten Muster an selektierten und deselektierten Bereichen. Aus dem übergeordneten Spektrum 35 der Figur 2 werden hier nicht nur drei, sondern vier spektrale Banden selektiert, die in der Figur 2 schematisch mit bi bis b4 bezeichnet sind. Der durch den optischen Filter 7 hindurchgetretene Austrittsstrahl 25 weist also ein Teil- spektrum auf, das sich aus der Überlagerung dieser vier spektralen Banden bi bis b4 ergibt. Das zugehörige Selekti¬ onsmuster 37 des Mikrospiegelfelds 17 weist entsprechend vier selektierte Teilbereiche 17b auf, die räumlich den selektier¬ ten spektralen Banden bi bis b4 zugeordnet sind. Dazwischen finden sich deselektierte Teilbereiche 17a, in denen die Mik- rospiegel des Mikrospiegelfeldes eine zu den Teilbereichen 17b komplementären Schaltungszustand aufweisen. Mit einer solchen Mehrkanal-Selektion kann beispielsweise aus einer breitbandigen Weißlichtquelle ein Strahlungsspektrum ausge- schnitten werden, welches spektral einem aus mehreren schmal- bandigeren Lichtquellen zusammengesetzten optischen Strahl entspricht . Figur 3 zeigt ein ähnliches Emissionsspektrum 35 einer breit- bandigen Strahlungsquelle 9 und drei alternative Selektionen von Teilspektren Si bis S3. Auch hier ergeben sich diese Teilspektren jeweils als Teilmengen des übergeordneten Emis- sionsspektrums 35, da sie durch die optische Filtereinheit 7 aus diesem einhüllenden Spektrum 35 heraus selektiert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 wurde aus dem einhül¬ lenden Emissionsspektrum 35 jeweils eine möglichst breite Bande mit annähernd rechteckigem Intensitätsprofil herausge- filtert, um insgesamt einen Austrittsstrahl 25 mit möglichst flacher spektraler Charakteristik zu erzeugen. Das erste Teilspektrum Si weist hierbei den engsten Wellenlängenbereich auf (von 535 nm bis 625 nm) , aber dafür die vergleichsweise höchsten Intensitätswerte. Die Intensitäten des herausgefil- terten Teilspektrums Si liegen in dem selektierten Bereich nahe bei den Intensitätswerten des einhüllenden Emissionsspektrums 35. Umgekehrt weist das dritte Teilspektrum S3 die breitesten Wellenlängenbereich auf (von 500 nm bis 675 nm) , ist aber in der Intensität der rechteckförmigen Bande gegen- über der Maximalintensität des Ausgangsspektrums 35 stark re¬ duziert. Die Intensität einer solchen selektierten Rechteckbande wird dabei jeweils durch die schwächste Intensität im selektierten Wellenlängenbereich limitiert. Das zweite Teilspektrum S2 weist schließlich eine mittlere Bandbreite (mit Wellenlängen zwischen 510 nm und 645 nm) und auch ein mittleres Intensitätsniveau auf.
Um die in Fig. 3 dargestellten annähernd rechteckigen Intensitätsverläufe der selektierten Banden Si bis S3 zu errei- chen, ist es nötig, für bestimmte spektrale Teilbereiche eine anteilige Selektion, also Graustufen der Filterung einstellen zu können. Die zu einer spektralen Komponente zugehörigen räumlichen Elemente des räumlichen Lichtmodulators sollen da¬ her nicht immer einen untereinander gleichen Schaltungszu- stand aufweisen müssen. Vielmehr soll das Selektionsmuster 37 des Mikrospiegelfeldes 17 auch anteilig selektierte Teilbe¬ reiche 17c aufweisen. Im unteren Teil der Figur 3 ist das dem dritten Teilspektrum S3 entsprechende Selektionsmuster 37 des Mikrospiegelfeldes 17 schematisch dargestellt. Den Wellenlän¬ gen unterhalb von 500 nm und oberhalb von 675 nm entsprechen die beiden vollständig deselektierten Teilbereiche 17a. Die spektralen Komponenten im Bereich der Kanten des spektralen Ausschnitts, also bei etwa 500 nm und bei etwa 675 nm werden dagegen vollständig selektiert. Diese Spektralbereiche ent¬ sprechen den beiden schmalen, vollständig selektierten Bereichen 17b des Mikrospiegelfeldes . Dazwischen findet sich ein etwas breiterer Teilbereich 17c, in dem eine anteilige Selek- tion der zugehörigen spektralen Komponenten bewirkt wird. Wie im oberen Teil der Figur 3 gezeigt, wird die Intensität des ursprünglichen Spektrums 35 hier auf Werte zwischen etwa 30% und knapp unter 100% der Ausgangsintensität reduziert. Um dies zu erreichen, wird ein entsprechender Anteil von Mikro- spiegeln des Mikrospiegelfeldes 17 in einen das Licht selek¬ tierenden Schaltungszustand gebracht.
Eine solche, dem Teilspektrum S3 entsprechende Konfiguration ist schematisch in Figur 4 dargestellt. Gezeigt sind eine Mehrzahl von Zeilen r± und Spalten c± von Mikrospiegeln 17i eines Mikrospiegelfeldes 17. In den äußeren, deselektierten Teilbereichen 17a sind jeweils alle Mikrospiegel 17i in einer Spalte in einem Schaltungszustand, der eine Auskopplung des auftreffenden Teilstrahls aus dem weiteren Strahlengang be- wirkt. In den daran angrenzenden, vollständig selektierten
Teilbereichen 17b sind dagegen alle Mikrospiegel 17i der je¬ weils zugehörigen Spalte in dem entgegengesetzten Schaltungszustand, so dass die auf diese Mikrospiegel auftreffenden Teilstrahlen dem Ausgangsstrahl 25 zugeführt werden. Diese vollständig selektierten Teilbereiche 17b sind den Kanten des selektierten Teilspektrums s3 zugeordnet und entsprechen im gezeigten Beispiel jeweils nur einer Spalte c± von Mikrospie¬ geln. Daran angrenzend und zwischen diesen beiden vollständig selektierten Teilbereichen 17b befindet sich ein räumlich breiterer, anteilig selektierter Teilbereich 17c. Hier weisen die jeweils zu einem spektralen Teilbereich zugeordneten Spalten jeweils sowohl selektierte als auch deselektierte Mikrospiegel 17i auf. Die selektierten Mikrospiegel 17i sind dabei in der Fig. 4 allgemein durch Schraffur gekennzeichnet. Prinzipiell kann es sich bei der Verteilung von selektierten und deselektierten Feldern sowohl um ein regelmäßiges als auch um ein unregelmäßiges Muster handeln. Bei den Mikrospie- geln 17i der Figur 4 handelt es sich nur um eine sehr schematische Wiedergabe der tatsächlichen Mikrospiegel-Anordnung. In einem realen Mikrospiegelfeld 17 ist die Anzahl der Zeilen und Spalten wesentlich größer. Beispielsweise kann die Zahl der Zeilen und Spalten jeweils bei wenigstens 100, insbeson- dere bei wenigstens 1000 liegen. Je größer die Zahl der Zei¬ len und/oder Spalten ist, umso feiner sind die möglichen Einstellungen der spektralen Filterung der emittierten Strahlung 11 und umso genauer kann daher ein gewünschter spektraler Verlauf des Austrittsstrahls 25 eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur optischen Strahlerzeugung mit
- einer Strahlungsquelle (9) und
- einer optischen Filtereinheit (7),
wobei die optische Filtereinheit (7)
- ein erstes dispersives Element (15) zur Zerlegung der
Strahlung (11) der Strahlungsquelle (9) in ihre spektralen Komponenten (λχ-λδ) ,
- ein in Strahlrichtung nach dem ersten dispersiven Element
(15) angeordneter räumlicher Lichtmodulator (17) zur Selektion von spektralen Komponenten (λι,λ3,λ5) und
- ein in Strahlrichtung nach dem räumlichen Lichtmodulator (17) angeordnetes zweites dispersives Element (21) zur Ver- einigung der selektierten spektralen Komponenten (λι,λ3,λ5) in einem gemeinsamen optischen Austrittsstrahl (25) aufweist .
2. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der der räumliche Lichtmodulator (17) ein Mikrospiegelfeld ist.
3. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, bei der das Mikrospiegelfeld (17) ein zweidimensionales Feld von Mik- rospiegeln (17i) mit seitlichen Abmessungen von jeweils höchstens 100 ym ist.
4. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die wenigstens eine Fokussiereinheit (13, 21) aufweist, die in Strahlrichtung zwischen Strahlungsquelle (9) und erstem dispersivem Element (15) angeordnet ist und/oder die in Strahlrichtung nach dem zweiten dispersiven Element (21) angeordnet ist.
5. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, die wenigstens eine optische Blende (12,
27) aufweist, die als Eintrittsblende (12) optisch zwischen Strahlungsquelle (9) und erstem dispersivem Element (13) an- geordnet ist und/oder als Austrittsblende (27) optisch nach dem zweiten dispersiven Element (21) angeordnet ist.
6. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, bei der die Strahlungsquelle (9) als breit- bandige Strahlungsquelle mit einer spektralen Bandbreite von wenigstens 100 nm ausgestaltet ist.
7. Strahlerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, bei der der räumliche Lichtmodulator (17) eine Vielzahl einzelner räumlicher Elemente (17i) und eine digitale Ansteuerungseinheit zur programmierbaren Ansteuerung der einzelnen räumlichen Elemente (17i) aufweist.
8. Optische Filtereinheit (7) zur spektralen Selektion von Strahlung (11) einer Strahlungsquelle (9), die
- ein erstes dispersives Element (15) zur Zerlegung der
Strahlung (11) der Strahlungsquelle (9) in ihre spektralen Komponenten (λι-λβ) ,
- einen in Strahlrichtung nach dem ersten dispersiven Element (15) angeordneten räumlicher Lichtmodulator (17) zur Selektion von spektralen Komponenten (λι,λ3,λ5) und
- ein in Strahlrichtung nach dem räumlichen Lichtmodulator (17) angeordnetes zweites dispersives Element (21) zur Ver¬ einigung der selektierten spektralen Komponenten (λι,λ3,λ5) in einem gemeinsamen optischen Strahl (25) aufweist.
9. Verfahren zur spektralen Strahlformung mit einer optischen Filtereinheit (7) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Selektion der spektralen Zusammensetzung der Strahlung mittels Aktivierung und/oder Deaktivierung einzelner räumlicher Elemente (17i) des räumlichen Lichtmodulators (17).
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Einstellung einer vorgegebenen spektralen Zusammensetzung ohne die Bewegung optischer Absorptionsfilter erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem eine einzelne zusammenhängende Teilmenge spektraler Komponen¬ ten der Strahlung wenigstens anteilig selektiert wird und die übrige Strahlung aus dem Strahlengang ausgekoppelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem mehrere zusammenhängende Teilmengen (bi,b2, 3,b4) spektraler Komponenten der Strahlung wenigstens anteilig selektiert wer¬ den und die übrige Strahlung aus dem Strahlengang ausgekop- pelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem durch die Selektion der spektralen Zusammensetzung ein Austrittsstrahl (25) mit wenigstens einer im Wesentlichen recht- eckigen spektralen Bande (si,S2,S3) eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem eine anteilige Selektion vor vorbestimmten spektralen Komponenten durch Selektion eines vorbestimmten Bruchteils der räumlichen Elemente (17i) in einer der jeweiligen spektralen Komponente zugeordneten Zeile (ri) oder Spalte (ci) des räumlichen
Lichtmodulators (17) erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem eine anteilige Selektion von vorbestimmten spektralen Komponenten durch ein wiederholtes Umschalten einzelner räumlicher Elemente (17i) des räumlichen Lichtmodulators (17) erfolgt
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801459A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 北京印刷学院 一种光谱成像系统
EP4163621A1 (de) 2021-10-11 2023-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Optisches vegetationsindex monitoring

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6459484B1 (en) * 1999-10-21 2002-10-01 Olympus Optical Co., Ltd. Scanning optical apparatus
US20100097604A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Texas Instruments Incorporated Encoding Optical Spectra Using A DMD Array
DE102009043745A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Spektraldetektor mit variabler Filterung durch räumliche Farbtrennung und Laser-Scanning- Mikroskop
EP2400278A1 (de) * 2010-06-25 2011-12-28 Thales Optische Sendevorrichtung mit programmierbarer Spektralverteilung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6459484B1 (en) * 1999-10-21 2002-10-01 Olympus Optical Co., Ltd. Scanning optical apparatus
US20100097604A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Texas Instruments Incorporated Encoding Optical Spectra Using A DMD Array
DE102009043745A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Spektraldetektor mit variabler Filterung durch räumliche Farbtrennung und Laser-Scanning- Mikroskop
EP2400278A1 (de) * 2010-06-25 2011-12-28 Thales Optische Sendevorrichtung mit programmierbarer Spektralverteilung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801459A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 北京印刷学院 一种光谱成像系统
CN108801459B (zh) * 2018-06-22 2020-05-05 北京印刷学院 一种光谱成像系统
EP4163621A1 (de) 2021-10-11 2023-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Optisches vegetationsindex monitoring

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