匀光结构及其制作方法、匀光系统技术方案

本发明专利技术公开了一种匀光结构及其制作方法、匀光系统，该匀光结构包括：基板以及位于基板表面的图案结构，该图案结构的形成工艺为转印工艺，且该图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光。本发明专利技术实施例所提供的匀光结构，通过各个微结构对照射到其表面的入射光束进行折射，以改变入射光束的传播方向，而各微结构会将入射光束分割为无数细小的子光束，这些子光束再进行叠加时，每个子光束的微小不均匀性将在叠加过程中被平滑，从而使得各子光束的混合更加均匀，提高了匀光结构出射光束的均匀度，实现了匀光，且解决了现有技术中的激光匀光装置，在满足光束扩展量较小的要求时，所存在的加工困难的问题。

Uniform light structure and its making method and uniform light system

The invention discloses a uniform light structure and its manufacturing method, uniform light system, including the uniform light structure: pattern structure and substrate in the surface of the substrate, the process of forming the pattern structure of the transfer process, and the pattern structure includes a plurality of micro structure, used for smoothing the surface of the incident beam irradiation to. The embodiment of the invention provides a uniform light structure, through the various micro structure on the surface of the incident beam irradiation to refraction, to change propagation direction of the incident beam, and the micro structure will split the incident light beam into sub beams of tiny, these sub beams and stacks, each sub beam is not small the uniformity will be smooth in the stacking process, so that the mixture of sub beams is more uniform and improves the uniformity of uniform beam of light structure, to achieve uniform light, and solves the laser dodging device in the prior art, to meet the etendue smaller requirements, processing difficulties exist the problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及匀光
，特别是涉及一种匀光结构及其制作方法，以及一种包括该匀光结构的匀光系统。
技术介绍
激光具有亮度高、单色性(相干性)与方向性好等特点，在科学研究、工程技术及工农业生产中具有十分重要和广泛的应用。但是，由于激光器出射的原始激光能量分布不均匀，需要对激光器发出的激光光束进行均匀化。现有技术中主要通过方棒和复眼实现激光匀光。如图1所示，对于使用方棒实现激光匀光的装置，当入射光线进入方棒110后，在方棒110内经过多次反射实现匀光。但当要求其出射光斑面积小、立体角小(即光学扩展量小)时，需要将方棒110加工成尺寸很小的结构，对加工造成了挑战；而且，此光路还需涉及其他元件，如第一收集透镜100，第二收集透镜120，涉及元件较多，光路较长，局限了实际应用。对于使用复眼透镜实现激光匀光的装置，如图2所示，当入射光线经过第一组复眼透镜200和第二组复眼透镜210两组复眼透镜时，第一组复眼透镜200将入射光束分割成多束子光束，第二组透镜210将多束子光束进行叠加，从而达到匀光的效果。但当要求光学扩展量小时，需要复眼透镜的尺寸变得很小，才能使得出射光束具有较小的孔径角和截面积。而小尺寸的复眼透镜单元对加工和开模提出了很高的要求。此外，还可以采用微透镜阵列实现激光匀光，对于使用微透镜阵列实现激光匀光的装置，由于微透镜阵列尺寸很小，使得使用微透镜阵列实现匀光的装置的光学功率密度很高，从而导致微透镜阵列需利用特殊的材料(如熔融石英)制作，其成本较高，而且因为熔融石英的熔点很高，使得脱模等加工变得困难。由此可见，现有技术中的激光匀光装置，在满足光束扩展量较小的要求时，均存在加工困难的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种匀光结构及其制作方法，以及一种匀光系统，以解决现有技术中的激光匀光装置，在满足光束扩展量较小的要求时，所存在的加工困难的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种。一种匀光结构，包括：基板以及位于所述基板表面的图案结构；其中，所述图案结构的形成工艺为转印工艺，且所述图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光。优选的，所述基板的上表面和下表面中至少有一个是曲面。优选的，所述基板的上表面设置有图案结构，或，所述基板的下表面设置有图案结构。优选的，所述基板的上表面和下表面均设置有图案结构。优选的，位于所述基板上表面和下表面的图案结构相同或不同。优选的，所述基板的上表面和下表面均为曲面。优选的，所述基板表面为曲面时，所述基板表面为平凹曲面或平凸曲面。优选的，所述图案结构的表面为多个弧形面构成的曲面，或多个锯齿构成的锯齿面，或多个台阶构成的阶梯面。优选的，所述图案结构的制作材料为硅胶、环氧胶、UV胶或玻璃。优选的，所述图案结构的厚度不大于100μm。优选的，所述图案结构的制作材料为玻璃时，所述匀光结构还包括：位于所述图案结构背离所述基板一侧减反射膜，或，位于所述基板背离所述图案结构一侧的减反射膜。优选的，所述基板为玻璃基板或蓝宝石基板。一种匀光系统，包括：激光器，用于发出激光光束，形成入射光束；上述任一项所述的匀光结构，用于接收入射光束，对照射到其表面的入射光束进行匀光；荧光轮，用于接收所述匀光后的均匀光束。优选的，激光器的发散角ɑ<фmax/3，其中，ɑ＝arctan(r/l)，фmax＝arctan(d/f)，d代表微结构的尺寸，f表示微结构的焦距，r为远场光斑的半径大小，l为激光器到远场光斑所在处的距离。一种匀光结构的制作方法，应用于上述任一项所述匀光结构，该制作方法包括：提供基板；利用模具将待转印图案转印至所述基板表面，在所述基板表面形成图案结构；其中，所述图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光，形成均匀光束。优选的，利用模具将待转印图案转印至所述基板表面，在所述基板表面形成图案结构包括：在所述基板表面均匀涂布硅胶或环氧胶，形成图案层；选择具有待转印图案的模具，对所述图案层进行压印；通过热固化的方式将待转印图案转移至所述图案层上，形成图案结构。优选的，利用模具将待转印图案转印至所述基板表面，在所述基板表面形成图案结构包括：在所述基板表面均匀涂布UV胶，形成图案层；选择具有待转印图案的模具，对所述图案层进行压印；通过UV固化的方式将待转印图案转移至所述图案层上，形成图案结构。优选的，利用模具将待转印图案转印至所述基板表面，在所述基板表面形成图案结构包括：在基板表面放置玻璃板；对所述玻璃板加热至熔融态，形成图案层；选择具有待转印图案的模具，对所述图案层进行压印；通过热压成型的方式将待转印图案转移至所述图案层上，形成图案结构。优选的，所述基板的熔点高于所述玻璃板的熔点；所述基板的膨胀系数与所述玻璃板的膨胀系数在同一数量级。优选的，当所述基板为玻璃基板时，该制作方法还包括：在所述图案结构背离所述基板的一侧形成减反射膜；或，在所述基板背离所述图案结构的一侧形成减反射膜。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的匀光结构，包括：基板以及位于所述基板表面的图案结构，其中，所述图案结构的形成工艺为转印工艺，且所述图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光，形成均匀光束。由此可见，本专利技术实施例所提供的匀光结构，是通过图案结构中的各个微结构对照射到其表面的入射光束进行折射，以改变入射光束的传播方向，而图案结构中的微结构会将入射光束分割为无数细小的子光束，这些子光束再进行叠加时，每个子光束的微小不均匀性将在叠加过程中被平滑，从而使得各子光束的混合更加均匀，提高了所述匀光结构出射光束的均匀度，实现了匀光。另外，本专利技术实施例所提供的匀光结构中，所述图案结构是通过转印工艺形成的，在满足光束扩展量小的要求时，只需改变转印时，所述图案结构中微结构的形状和大小，即可降低所述匀光结构的光束扩展量，工艺简单，成本较低，解决了现有技术中的激光匀光装置，在满足光束扩展量较小的要求时，所存在的加工困难的问题。而且，本专利技术实施例所提供的匀光结构，只通过所述基板和位于所述基板表面的图案结构即可实现匀光，而不需要其他的辅助的光学部件，光路结构较为简单。...

【技术保护点】
一种匀光结构，其特征在于，包括：基板以及位于所述基板表面的图案结构；其中，所述图案结构的形成工艺为转印工艺，且所述图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光。

【技术特征摘要】
1.一种匀光结构，其特征在于，包括：基板以及位于所述基板
表面的图案结构；其中，所述图案结构的形成工艺为转印工艺，且所
述图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀
光。
2.如权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述基板的上
表面和下表面中至少有一个是曲面。
3.如权利要求2所述的匀光结构，其特征在于，所述基板的上
表面设置有图案结构，或，所述基板的下表面设置有图案结构。
4.如权利要求2所述的匀光结构，其特征在于，所述基板的上
表面和下表面均设置有图案结构。
5.如权利要求4所述的匀光结构，其特征在于，位于所述基板
上表面和下表面的图案结构相同或不同。
6.如权利要求5所述的匀光结构，其特征在于，所述基板的上
表面和下表面均为曲面。
7.如权利要求1-6任一项所述的匀光结构，其特征在于，所述基
板表面为曲面时，所述基板表面为平凹曲面或平凸曲面。
8.如权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述图案结构
的表面为多个弧形面构成的曲面，或多个锯齿构成的锯齿面，或多个
台阶构成的阶梯面。
9.如权利要求8所述的匀光结构，其特征在于，所述图案结构
的制作材料为硅胶、环氧胶、UV胶或玻璃。
10.如权利要求9所述的匀光结构，其特征在于，所述图案结构
的厚度不大于100μm。
11.如权利要求9或10所述的匀光结构，其特征在于，所述图案
结构的制作材料为玻璃时，所述匀光结构还包括：位于所述图案结构
背离所述基板一侧减反射膜，或，位于所述基板背离所述图案结构一

\t侧的减反射膜。
12.如权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述基板为玻
璃基板或蓝宝石基板。
13.一种匀光系统，其特征在于，包括：
激光器，用于发出激光光束，形成入射光束；
权利要求1-12任一项所述的匀光结构，用于接收入射光束，对照
射到其表面的入射光束进行匀光；
荧光轮，用于接收所述匀光后的均匀光束。
14.如权利要求13所述的匀光系统，其特征在于，激光器的发
散角ɑ<ф...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，谢颂婷，杨佳翼，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44