數(shù)字微鏡在激光光束整型中的應(yīng)用

20世紀(jì)70年代初實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器(Laser Diode，LD)的室溫、連續(xù)激射后，開創(chuàng)了半導(dǎo)體激光器發(fā)展的新時(shí)期，大功率激光二極管陣列具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、功率大、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可制成小體積全固化器件等優(yōu)點(diǎn)，因而在激光照明、泵浦固體激光器或光纖激光器、材料處理、醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

大功率激光二極管陣列相對(duì)于其他同等功率水平的傳統(tǒng)激光器有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，但由于其輸出光束質(zhì)量差，影響了它的直接應(yīng)用，因此大功率激光二極管陣列的光束整形技術(shù)成了人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

激光二極管陣列發(fā)出的激光在水平和垂直方向上光束質(zhì)量相差懸殊，存在像散(束腰位置不一致)。正是由于這兩個(gè)方向上的光束質(zhì)量的極不均衡性使得LD應(yīng)用起來比較困難。而且這樣的快慢兩個(gè)方向上光束質(zhì)量相差很大的光束無法用一般的光學(xué)系統(tǒng)直接改善而達(dá)到高功率密度輸出。因此，LD要獲得更廣泛的應(yīng)用，必須采用光束整形方法，解決光束質(zhì)量差、功率密度低的問題，滿足接收元件(比如光纖、激光晶體)對(duì)光斑尺寸、發(fā)散角、甚至光強(qiáng)分布的要求后，才能有效地工作。國(guó)外自上世紀(jì)80年代末期就已經(jīng)開展了高功率LD陣列的光束整形研究工作，取得了矚目的成績(jī)并發(fā)展了一些理論和方法。我國(guó)在這方面的研究卻相對(duì)較少、起步較晚。

近年來，使用二元光學(xué)元件（BOE）進(jìn)行激光束空間域整形的技術(shù)發(fā)展很快，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了很大的成績(jī)。該技術(shù)成功地將橢圓高斯光束變換為均勻圓光束，將半導(dǎo)體激光器的橢圓像散光束準(zhǔn)直成整圓并消像散。該方法建立在衍射理論和惠更斯-菲涅耳衍射積分公式基礎(chǔ)上，由光學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)及精細(xì)微加工、微電子技術(shù)和光刻技術(shù)相互交叉而成。

數(shù)字微鏡器件（DMD）具有衍射效率高、光斑輪廓可調(diào)的特點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)難以完成的微小、陣列、集成及任意波面變換等功能，因此在光束整形方面有著廣泛的應(yīng)用前景。