用于从二极管激光器阵列生成线光束的装置的制作方法

本申请要求2016年7月28日提交的美国临时专利申请序列号62/368,078和2016年8月15日提交的美国非临时专利申请号15/236,774的优先权，其公开内容全部通过引用方式结合于本文中。

本发明一般涉及对来自二极管激光器的光进行整形。它特别涉及将来自二极管激光发射器阵列的光整形成具有均匀细长横截面的辐射束。

背景技术：

二极管激光器是用于将电功率转换成相干光功率的高效装置。边发射二极管激光器具有二极管激光发射器，其是在单晶衬底上生长的波导谐振器。二极管激光发射器通过发射方向上的端面发射激光辐射。二极管激光发射器通常在500微米(μm)和2,000μm长之间，40μm和200μm宽之间，以及约1μm高。激光辐射在慢轴方向上(与发射器宽度平行)弱发散并且在快轴方向上(与发射器高度平行)强发散。慢轴、快轴和发射方向相互垂直。

对于高功率应用，具有多个二极管激光发射器的二极管激光器条提供了一种方便的方式来缩放单个二极管激光发射器可用的光功率。二极管激光器条通常具有10到60个这样的二极管激光发射器，这些二极管激光发射器间隔开并布置成其“水平”线性阵列。相邻二极管激光发射器的中心之间的距离通常称为“间距”。典型的二极管激光器条的间距在150μm和500μm之间。二极管激光发射器通常位于二极管激光器条的“顶部”表面上，其高度通常在约50μm和200μm之间。激光辐射从所有二极管激光发射器通过共同的“前端面”沿共同的发射方向发射。

“封装”二极管激光器条通常通过焊接安装在冷却基座上，用于机械保护并去除废热。然而，将相对较薄的二极管激光器条焊接到刚性冷却基座上会导致机械应力，从而使二极管激光发射器偏离理想的线性对准。偏离理想的线性对准被本领域技术人员称为“微笑(smile)”。

可以选择封装的二极管激光器条以获得最小的微笑。但是，额外的计量和降低的产量会增加成本。通过选择延展性的“软焊料”，例如铟，可以减轻微笑。然而，由于原子扩散和氧化，软焊料更容易失效。已经提出了各种方案来预补偿由“硬焊料”(例如金-锡)引起的机械应力。然而，这些方案增加了封装的成本和复杂性。

激光器已成为各种应用中均匀照射的必要来源，包括半导体材料的表面检测，显示屏玻璃的热退火以及生物医用流体的快速分析。常见的要求是细长的激光辐射束，其均匀地照射平坦表面或一定体积的透明材料中的平面上的线。这种细长的激光辐射束通常称为“线光束”。二极管激光器条具有作为线光束源的优点，包括高功率和细长的发射截面。然而，必须克服来自多个空间分布的二极管激光发射器的固有的发射不均匀性。

用于变换辐射束以使其在光束的横截面上的功率均匀的光学设备通常被称为“光束均化器”。光束均化器通常包括“微透镜阵列”，其包括多个微小的透镜，每个微小的透镜比入射光束小得多。每个微透镜成为贡献于变换后光束的光源。光束均化器的“间距”是相邻微透镜的中心之间的距离。

需要附加的光学器件来收集和成形从截取入射光束的所有微透镜出射的多个光束。微透镜的线性阵列可以用作用于由二极管激光器条发射的细长激光辐射束的光束均化器。这种光束均化器的一个例子在美国专利号7,265,908中有所描述。然而，由这些设备产生的线光束会因微笑而降级。二极管激光器条之间的微笑差异导致由光束均匀化产生的线光束尺寸的变化。虽然现有技术的设备可以沿着变换后光束在一个位置处产生均匀的线光束，但是它们不能沿着一系列位置提供均匀的照射。

需要一种改进的设备，用于对来自二极管激光器条的线光束进行整形，其对微笑和微笑的变化不敏感。优选地，光束整形设备产生在沿发射方向的一系列位置上保持均匀的线光束。

发明概述

在一个方面，根据本发明的线光束发生装置包括在发射方向上发射激光辐射的二极管激光器条。二极管激光器条具有垂直的慢轴和快轴方向。提供准直透镜。准直透镜被布置成截取激光辐射并在快轴方向上准直激光辐射。提供聚焦透镜和线性微透镜阵列。线性微透镜阵列具有多个以其细长阵列排列的圆柱形微透镜。线性微透镜阵列具有与细长圆柱形微透镜阵列平行的第一方向和垂直于细长圆柱形微透镜阵列的第二方向。提供第一柱面透镜和第二柱面透镜。准直透镜、聚焦透镜、线性微透镜阵列、第一柱面透镜和第二柱面透镜沿发射方向上的光轴按照所述顺序定位，并且布置成由从二极管激光器条发射的激光辐射形成线光束。慢轴和快轴方向从与第一和第二方向平行对齐旋转至少2°的固定角度。

在本发明的另一个方面，一种线光束发生装置包括在发射方向上发射激光辐射的二极管激光器条。二极管激光器条具有垂直的慢轴和快轴方向。提供了一种快轴准直透镜。快轴准直透镜被布置成截取激光辐射并在快轴方向上准直激光辐射。提供第一线性微透镜阵列。第一线性微透镜阵列具有多个第一圆柱形微透镜，所述多个第一圆柱形微透镜以其细长阵列布置。第一线性微透镜阵列具有与细长的第一圆柱形微透镜阵列平行的第一方向和与细长的第一圆柱形微透镜阵列垂直的第二方向。提供聚焦透镜和第二线性微透镜阵列。第二线性微透镜阵列具有多个第二圆柱形微透镜，所述第二圆柱形微透镜以其细长阵列布置。第二线性微透镜阵列具有与细长的第二圆柱形微透镜阵列平行的第三方向和与细长的第二圆柱形微透镜阵列垂直的第四方向。提供柱面透镜。快轴准直透镜、第一线性微透镜阵列、聚焦透镜、第二线性微透镜阵列和柱面透镜在发射方向上沿光轴按照所述顺序定位，并且布置成由二极管激光器条发射的激光辐射形成线光束。第一和第二方向从与第三和第四方向平行对齐旋转至少2°的固定角度。

在本发明的又一个方面，一种线光束产生装置包括在发射方向上发射激光辐射的二极管激光器条。二极管激光器条具有垂直的慢轴和快轴方向。提供准直透镜。准直透镜被布置成截取激光辐射并在快轴方向上准直激光辐射。提供聚焦透镜和线性微透镜阵列。线性微透镜阵列具有多个以其细长阵列排列的圆柱形微透镜。线性微透镜阵列具有与细长圆柱形微透镜阵列平行的第一方向和与细长圆柱形微透镜阵列垂直的第二方向。慢轴和快轴方向从与第一和第二方向平行对齐旋转至少2°的固定角度。聚焦透镜和线性微透镜阵列被布置用于通过激光辐射进行线性微透镜阵列的均匀照射。提供柱面透镜。准直透镜、聚焦透镜、线性微透镜阵列和柱面透镜在发射方向上沿光轴按照所述顺序定位，并且布置成由二极管激光器条发射的激光辐射在第一照射平面中形成线光束。提供孔。孔位于第二照射平面中。孔被布置成在第一方向上部分地阻挡线光束。提供球面透镜。球面透镜位于光轴上并且布置成将第二照射平面中的部分阻挡的线光束的图像投影到第三照射平面。

在本发明的又一个方面，一种线光束产生装置包括在发射方向上发射激光辐射的二极管激光器条。二极管激光器条具有垂直的慢轴和快轴方向。提供了一种快轴准直透镜。快轴准直透镜被布置成截取激光辐射并在快轴方向上准直激光辐射。提供第一线性微透镜阵列。第一线性微透镜阵列具有多个第一圆柱形微透镜，所述多个第一圆柱形微透镜以其细长阵列布置。第一线性微透镜阵列具有与细长的第一圆柱形微透镜阵列平行的第一方向和与细长的第一圆柱形微透镜阵列垂直的第二方向。提供聚焦透镜和第二线性微透镜阵列。第二线性微透镜阵列具有多个第二圆柱形微透镜，所述第二圆柱形微透镜以其细长阵列布置。第二线性微透镜阵列具有与细长的第二圆柱形微透镜阵列平行的第三方向和与细长的第二圆柱形微透镜阵列垂直的第四方向。第一和第二方向从与第三和第四方向平行对齐旋转至少2°的固定角度。聚焦透镜和第二线性微透镜阵列被布置用于通过激光辐射进行第二线性微透镜阵列的均匀照射。提供柱面透镜。快轴准直透镜、第一线性微透镜阵列、聚焦透镜、第二线性微透镜阵列和柱面透镜在发射方向上沿光轴按照所述顺序定位，并且布置成由二极管激光器条发射的激光辐射在第一照射平面中形成线光束。提供孔。孔位于第二照射平面中。孔被布置成在第三方向上部分地阻挡线光束。提供球面透镜。球面透镜位于光轴上并且布置成将第二照射平面中的部分阻挡的线光束的图像投影到第三照射平面。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示意性地示出了本发明的优选实施方案，并且与上面给出的一般描述和下面给出的优选实施方案的详细描述一起用于解释本发明原理。

图1是示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的一个优选实施方案的三维视图，用于照射照射平面中的细长区域，包括沿光轴排列的二极管激光器条、准直透镜、聚焦透镜、线性微透镜阵列和两个柱面透镜。

图2a是从上方示意性地示出通过图1的线光束产生装置传播的激光辐射的光线的平面图。

图2b是示意性地示出通过图1的线光束产生装置传播的激光辐射的光线的侧视图。

图3是示意性地示出图1的线光束产生装置中的线性微透镜阵列的照射的端视图。

图4是示意性地示出图1的线光束产生装置中的激光辐射的光线照射图像平面和照射平面的侧视图。

图5a是示意性地示出了对于与图1的装置中的线性微透镜阵列平行对齐的二极管激光器条的计算的激光辐射强度作为与图像平面中的光轴的位移的函数的曲线图。

图5b是示意性地示出对于与图1的装置中的线性微透镜阵列平行对齐的二极管激光器条的计算的激光辐射强度作为与照射平面中的光轴的位移的函数的曲线图。

图6a是示意性地示出了对于从图1的装置中的线性微透镜阵列平行对齐旋转的二极管激光器条的计算的激光辐射强度作为与图像平面中光轴的位移的函数的曲线图。

图6b是示意性地示出了对于从图1的装置中的线性微透镜阵列平行对齐旋转的二极管激光器条的计算的激光辐射强度作为与照射平面中的光轴的位移的函数的曲线图。

图7是示意性地示出了对于从与图1的装置中的线性微透镜阵列平行对齐旋转的二极管激光器条的计算的激光辐射强度作为与照射平面中的光轴的位移的函数的曲线图。

图8a是从上面示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的另一个优选实施方案的平面图，类似于图1的实施方案，但是还包括另一个线性微透镜阵列。

图8b是图8a的线光束产生装置的侧视图。

图9是从上面示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的又一个优选实施方案的平面图，类似于图1的实施方案，但是还包括孔和球面透镜。

发明详述

现在转向附图，其中相同的特征由相同的附图标记表示。图1示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的一个优选实施方案10。装置10包括下面进一步描述的二极管激光器条20和多个光学部件。如图所示，二极管激光器条20具有特征慢轴“s”、快轴“f”和发射“z”方向。二极管激光器条20具有多个二极管激光发射器22，其以线性阵列布置，与慢轴方向平行。光学部件沿着与发射方向共线的光轴24布置。二极管激光器条20和光学部件布置成对由二极管激光器条发射的激光辐射进行整形，以在垂直于光轴24的照射平面28中形成细长的线光束26。

光学部件沿二极管激光器条20的发射方向依次排列：快轴准直透镜30，聚焦透镜32，线性微透镜阵列34，柱面透镜36和柱面透镜38。快轴准直透镜30在快轴方向上具有正光功率，在慢轴方向上具有零光功率。聚焦透镜32在快轴和慢轴方向上具有正光功率。

线性微透镜阵列34包括沿横向“x”以线性阵列布置的多个圆柱形微透镜40。每个圆柱形微透镜40在x方向上具有正光功率，在垂直于x方向的方向“y”上具有零光功率。柱面透镜36在x方向上具有正光功率，在y方向上具有零光功率。柱面透镜38在x方向上具有零光功率并且在y方向上具有正光功率。

二极管激光器条的发射方向也是通过所有光学部件的激光辐射的传播方向“z”。细长线光束26具有尺寸宽度“w”和高度“h”，它们分别与x方向和y方向对齐。二极管激光器条的慢轴和快轴方向从与线性微透镜阵列的x和y方向平行对齐旋转固定角度“θ”，该角度在约20°至20°之间。角度θ在图中为7°。

图2a和2b示意性地示出了线光束产生装置10，其描绘了从二极管激光发射器22发射的示例性激光辐射42的光线和从圆柱形微透镜40发出的示例性激光辐射44的光线。来自普通二极管激光器发射器的光线或来自普通圆柱形微透镜的光线在附图中具有相同的箭头类型。针对每个二极管激光发射器或圆柱形微透镜描绘了具有极端发散的光线。图2a是从上方看的平面图，即在x-z平面中。图2b是侧视图，即在x-z平面中。装置10的元件在下文中继续参考图1、图2a和图2b进行描述。

通过二极管激光器条20的前端面46发射的激光辐射42的光线在快轴方向上高度发散，以约30°至50°之间的全宽半最大值(fwhm)角度发散。快轴准直透镜30在快轴方向上具有输入主平面48、输出主平面49和焦距“f1”。输入主平面48位于距前端面46的距离f1处。快轴准直透镜30被布置成截取所有激光辐射42的光线。快轴准直透镜30在快轴方向上准直激光辐射42的光线并且在慢轴方向上是良性的。由二极管激光器条20发射的激光辐射42的光线也在慢轴方向上发散，以大约80°至15°之间的fwhm角发散。

聚焦透镜32在快轴和慢轴方向上的光功率优选地大致相同，如附图所示。聚焦透镜32位于平面50中并且在慢轴方向上具有焦距f2。焦距f2通常比焦距f1长得多。聚焦透镜32被布置成截取所有激光辐射42的光线并将激光辐射的光线引导到线性微透镜阵列34上。平面50位于距前端面46的距离“d1”以及距线性微透镜阵列34的前侧面52的距离“d2”处。距离d1优选地等于焦距f2，以最小化激光辐射42的光线在前侧面52上的入射角，从而最大化激光辐射通过线性微透镜阵列34的传输。

在慢轴方向上，从每个二极管激光发射器22发射的激光辐射42通过聚焦透镜32散布在线性微透镜阵列34的前侧面52上，照射每个圆柱形微透镜40。线性微透镜阵列34被定位和布置成用于均匀照射前侧面52。优选地，距离d2等于焦距f2，否则线性微透镜阵列34的均匀照射变得对距离d1敏感。在快轴方向上，激光辐射42的光线通过聚焦透镜32聚焦在平面54中，平面54包括或接近线性微透镜阵列34。

线性微透镜阵列34具有与前侧面52相对的后侧面56。从后侧面56上的每个圆柱形微透镜40发出的激光辐射44的光线在x和y方向上都是发散的。柱面透镜36布置成截取所有激光辐射44的光线。柱面透镜36位于平面58中并且在x方向上具有焦距“f3”。选择柱面透镜36以在另一个照射平面60中照射x方向上的大约w的宽度。照射平面60位于距平面58的距离f3处。从每个圆柱形微透镜40发出的激光辐射44在照射平面60中与来自所有其他圆柱形微透镜的激光辐射重叠。

尽管二极管激光器条20中的每个二极管激光发射器22是离散的激光辐射源并且各个发射器的亮度可以变化，但是照射平面60被均匀地照射，因为每个圆柱形微透镜40被每个二极管激光发射器部分地照射。线性微透镜阵列34由此混合来自各个二极管激光发射器的激光辐射，使得每个微透镜是混合激光辐射光束的源。类似地，线性微透镜阵列34消除了二极管激光器条20在慢轴方向上发射的任何角度偏差，并且柱面透镜36协同地在照射平面60中散布和重叠来自所有圆柱形微透镜40的混合激光辐射光束。

柱面透镜38被布置成截取所有激光辐射44的光线并在位于距照射平面60的距离“d3”处的图像平面62中形成前端面46的图像。柱面透镜38将激光辐射44的光线聚焦在y方向上，在x方向是良性的。柱面透镜38在y方向上具有焦距f4。距离d3通常比焦距f3和f4短得多。

快轴准直透镜30、聚焦透镜32和柱面透镜38利用二极管激光发射器22的图像在y方向上协作地照射图像平面62。由于二极管激光器条20相对于线性微透镜阵列34的旋转，在图像平面62中形成并叠加两种类型的图像。对于投射到y方向上的快轴分量，二极管激光发射器的远场图像形成在图像平面62中。等效地，图像形成在另一个图像平面64中，该另一个图像平面64位于距输出主平面49的距离f1处，该输出主平面49是前端面46的空间傅里叶变换。前端面46的傅里叶变换图像从图像平面64投影到图像平面62。对于投影到在y方向上的慢轴分量，二极管激光发射器22的放大图像形成在图像平面62中。

图3详细示意性地示出了线性微透镜阵列34的照射。在图3的端视图中，前侧面52的照射和来自后侧面56的发射被叠加。激光辐射42的光线照射前侧面52的细长矩形区域，与慢轴方向“s”对齐。激光辐射44的光线从背面56上的每个圆柱形微透镜的顶点中的小区域发出。激光辐射44的光线投影到y方向上由角度θ确定。

图4是示意性地示出激光辐射的光线照射图像平面62和照射平面28的侧视图。图4是按比例绘制的示例性尺寸f1＝0.9毫米(mm)，f2＝75mm，d1＝f2，d2＝f2，f4＝10mm。来自二极管激光器条20的激光辐射42的光线在40°的快轴方向上具有示例性的fwhm发散。为了证明本发明的优点，选择示例性距离d4＝0.5mm以将照射平面28放置在靠近激光辐射光线的腰部的位置。激光辐射66和68的光线描绘θ＝0°的照射，即快轴和y方向对准。

微笑(smile)在此定义为快轴方向上最高和最低二极管激光发射器之间的位移。激光辐射66的光线(实线)描绘了当二极管激光发射器没有微笑时的照射。激光辐射68的光线(虚线)描绘了当二极管激光发射器具有2.5μm的微笑时的照射。激光辐射66和68的光线在图像平面62中形成具有相同高度“h1”的线光束。装置10的成像特性在图像平面62中产生对微笑不敏感的线光束。

图5a是描绘图像平面62中的激光辐射的建模强度的曲线图，其作为沿y方向与光轴24的位移的函数。使用zemax^tm软件为上述示例性尺寸创建装置10的光线跟踪模型。辐射光线66(实线)和辐射光线68(虚线)具有相同的计算高度142μm，其为图4中的高度h1。图像平面62的照射对微笑不敏感，因此没有微笑(实线)和2.5μm微笑(虚线)的强度分布重叠并且难以在曲线图中区分。这里，强度分布的高度和宽度定义为最大强度的13.5％(1/e²)处的高度和宽度。

图5a还描绘了2.5μm微笑和与光轴24的理想对准偏移10μm(表示相对大的微笑加上光学未对准的极端情况)的快轴准直透镜30的示例性强度分布(短划线)。该极端情况在图像平面62中具有137μm的计算高度，其仅比没有微笑和未对准的高度小3.5％。同样，图像平面62中的强度分布的相似性可归因于装置10的成像特性。

图5b是描绘照射平面28中的激光辐射的建模强度的曲线图，其作为沿y方向与光轴24的位移的函数。激光辐射66的光线(无微笑)具有对称的强度分布(实线)并且在照射平面28中计算的高度为6μm。激光辐射68的光线(2.5μm的微笑)具有高度不对称的强度分布(虚线)和14μm的较大计算高度。图5b中的强度分布之间的较大差异示出了当距离d4增加时，装置10的成像特性迅速减小，使照射平面28远离图像平面62移动。

回到图2b，将二极管激光发射器22的远场图像从像平面64投射到像平面62具有另一个优点。二极管激光发射器的微笑形状的相对位移导致激光辐射在快轴方向上的不均匀分布，这在图5b中所示的照射平面28中的示例性强度分布的不对称性中是明显的(虚线)。相比之下，图5a中描绘的图像平面62中的所有示例性强度分布都是对称的。需要在y方向上高度对称且均匀照射的应用可以选择靠近图像平面62的照射平面28。

回到图4，激光辐射44的光线描绘了快轴和y方向之间的示例性角度θ＝7°的照射。增加角度θ增加了沿着图中所示的光轴24的所有位置处的激光辐射光线的高度。激光辐射44的光线在图像平面62中具有高度“h2”并且在照射平面28中具有高度h。应当注意，没有微笑和2.5μm微笑的激光辐射44的光线在附图尺度上是无法区分的。

图6a是描绘图像平面62中的激光辐射的建模强度的曲线图，其作为沿y方向与光轴24的位移的函数。对于没有微笑(实线)和2.5μm的微笑(虚线)激光辐射44的光线重叠并且在曲线图中无法区分。图像平面62中的计算高度h2是233μm。

图6b是描绘照射平面28中的激光辐射的建模强度的曲线图，其作为沿着y方向与光轴24的位移的函数。对于没有微笑(实线)和2.5μm的微笑(虚线)，激光辐射44的光线具有相似的强度分布，具有125μm的相同计算高度h。图6b示出了具有相对于线性微透镜阵列34旋转的二极管激光器条20的装置10对距离d4范围内的微笑不敏感。

图7是描绘照射平面28中的激光辐射的建模强度的曲线图，其作为沿x方向与光轴24的位移的函数。图7和图6b(虚线)一起描绘了由上述示例性尺寸的激光辐射44的光线形成的照射平面28中的细长线光束26，f3＝100mm，角度θ＝7°，以及2.5μm的微笑。细长的线光束26在照射平面28中具有125μm的计算高度h和17mm的宽度w。

回到图4，二极管激光器条20从与线性微透镜阵列平行对齐的旋转具有当照射平面28沿光轴24移动时使高度h的变化最小化的另一个优点。距离“d5”是沿光轴24的示例性范围，在该范围内，激光辐射44的光束高度小于1.1×h。应用可以使用装置10产生具有大约h的规定高度和大约w的宽度的线光束，其在工作距离d5内对微笑不敏感。角度θ将由需要适应的最大微笑决定。在角度θ和可以实现的最小高度h之间存在折衷，因此需要具有相对小的高度h的窄线光束的应用将选择减小对微笑的敏感度所需的最小角度θ。

线性微透镜阵列34是装置10中的单个元件。然而，光束均化器可包括沿光轴24间隔开的两个分立的微透镜阵列，而不脱离本发明的精神和范围。在一些应用中，优选整体均化器或紧凑的双元件均化器。

图8a和8b示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的另一个优选实施方案80。装置80类似于图1的装置10，还包括任选的慢轴准直透镜阵列82和线性微透镜阵列84。线性微透镜阵列34右侧的实施方案80的光学元件与图1的实施方案中的相同，为了便于说明而省略了它们。

光学部件沿光轴24依次从二极管激光器条20排列：快轴准直透镜30，任选的慢轴准直透镜阵列82，线性微透镜阵列84，聚焦透镜32和线性微透镜阵列34。线性微透镜阵列84包括沿横向方向“x”以其线性阵列布置的多个圆柱形微透镜40。每个圆柱形微透镜40在x'方向上具有正光功率，在垂直于x'方向的方向“y”上具有零光功率。

线性微透镜阵列84的x'和y'方向从与线性微透镜阵列34的x和y方向平行对齐旋转固定角度，该固定角度在约2°至20°之间。装置80中的这种固定旋转具有与二极管激光器条相对于装置10中的线性微透镜阵列的固定旋转相同的效果。在装置80中，二极管激光器条20的慢轴和快轴方向优选地平行于线性微透镜阵列34的x和y方向对准，从而使激光辐射44的光线的偏振与细长线光束26的几何轴对准。

任选的慢轴准直透镜阵列82包括沿慢轴方向以其线性阵列布置的多个透镜86。每个透镜86在慢轴方向上具有正光功率，在快轴方向上具有零光功率。在典型的布置中，每个透镜86在慢轴方向上准直来自二极管激光器条20的二极管激光发射器22之一的发射。任选的慢轴准直透镜阵列82准直由二极管激光器条20发射的激光辐射88的光线，使得激光辐射88的所有入射角都在线性微透镜阵列84的接受角内。任选的慢轴准直阵列82还使得二极管激光器条20能够与线性微透镜阵列84分离，从而产生空间以容纳其他光学元件，例如滤波器和布拉格光栅。

装置80中的线性微透镜阵列84位于装置10中的二极管激光器条20的等效位置。线性微透镜阵列84实际上是激光辐射源42。可以选择线性微透镜阵列84以根据线性微透镜阵列34的均匀照射所需对激光辐射42的光线进行角度分布。

回到图2a，来自每个二极管激光发射器22的激光辐射42是相干的。来自发射器的相干激光辐射被线性微透镜阵列34分离成多个相干的激光辐射束44，多个相干的激光辐射束44从不同的入射角照射平面60，从而产生干涉图案。来自所有二极管激光发射器的干涉图案叠加在照射平面60中，从而在照射中产生结构。通常，对于具有窄光谱带宽的二极管激光发射器，该结构更明显。这种结构在需要均匀照射的应用中是有害的。

图9示意性地示出了根据本发明的线光束发生装置的又一个优选实施方案90。装置90类似于图1的装置10，还包括孔92和沿光轴24定位的球面透镜94。线性微透镜阵列34左侧的该实施方案的光学元件与图1的实施方案极品提8a和图8b实施方案中的相同。换句话说，图9中所示的元件可以与图1或图8中的光学元件一起使用。为了便于说明，图9中省略了线性微透镜阵列34左侧的光学元件。

线性微透镜阵列34由来自二极管激光器条20的激光辐射均匀地照射。二极管激光器条20或线性微透镜阵列84相对于线性微透镜阵列34旋转角度θ以形成对一系列距离上的微笑不敏感的细长的线光束。因此，可以选择远离照射平面60的距离为d6定位的另一个照射平面96。距离d6足以减轻由细长线光束中的干涉引起的结构。

考虑到来自照射平面60的激光辐射44的相干光束的传播和衍射，为了减轻照射平面96中的结构，距离d6必须大于“λ”是激光辐射的波长，n是微透镜的总数，“λ”是线性微透镜阵列的间距。对于上述示例性尺寸，λ＝660纳米(nm)，n＝40，并且λ＝250μm，d6必须大于约8.3mm。

形成在照射平面60上的细长线光束在x方向上具有锐边。增加距离d6会降低照射平面96中细长线光束边缘的锐度。这种劣化在图7的细长线光束中是明显的，其具有倾斜边缘“边缘a”和“边缘b”，而不是理想的锐边。孔92位于并布置在照射平面96中，以阻挡离光轴24最远的那些激光辐射44的光线，从而形成理想的锐边。球面透镜94投射具有从照射平面96到照射平面28的理想锐边的均匀照射，沿光轴24形成空间以适应在照射平面28中使用细长线光束26的应用。

优选地选择和布置柱面透镜38以将图像平面62定位在照射平面96中(以使d3等于d6)。如上所述，将图像平面定位在照射平面中在y方向上产生高度对称且均匀的照射。

以上根据优选实施方案和其他实施方案描述了本发明。然而，本发明不限于这里描述和描绘的实施方案。相反，本发明仅受所附权利要求的限制。