专利名称：用于分配光的光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于分配在预定的工作波长范围内具有预计的光谱能量分布的光的光学元件，该光学元件具有光进入的透明主体，且具有嵌入透明主体内部的分束器层， 该层在所述工作波长范围内具有预计的依赖于波长反射率，以该反射率将进入透明主体的光反射以产生反射出射光束，该分束器层还具有依赖于波长的透射率，以该透射率将进入透明主体的光透射以产生透射出射光束。“分配"在此处指将光束分成两束不同的光束， 还指将两束光束合并成一束光束。
背景技术：
在尤其是用于法医鉴定的所谓的比较显微镜中，在相邻的两个显微镜中对两个物体进行相互比较。这两个显微镜拥有设计相同的显微镜光学元件，这些显微镜光学元件通过光学耦合装置相互连接，光学耦合装置也叫做“光桥”。产生于两个显微镜光学元件的左光束和右光束通过耦合装置内的一个光学元件而结合，该光学元件通常为棱镜。因此能够以比较的方式通过目镜和/或照相机同时观察到左显微镜光学元件和右显微镜光学元件的这两个物体的图像，可选择相邻的方式或相互重叠的方式。如果在比较方式下观察到的两个物体为同一样品的一部分，例如撕裂的纸张的一部分，则由这两个显微镜光学元件生成的物体图像应该给观察者呈现相同的色彩。为此，在光桥中使这两个显微镜光学元件产生的两束光束合并的光学部件必须具有足够的精确的色彩均勻性，且理想地还具有高度的色彩保真度。“色彩均勻性”在此处应理解为光学部件影响以相同的光谱方式穿过该光学部件的两束光束的光谱能量分布的能力，即随波长变化。这意味着对于穿过的光束，光学部件整体必须呈现出匹配于预定工作波长范围的透射率值，(如果适用的话，除去一个非波长依赖的常数)。换句话说，在穿过光学部件时，这两束光束的光谱能量分布会经历非波长依赖的改变，但是这些改变对于两束光束是相同的。另一方面，“色彩保真度”应理解为光学部件改变在工作波长范围内(如果发生的话)、对于所有波长以相同的方式的穿过该光学部件的这两束光束的光谱能量分布的能力。 这意味着对于穿过该光学部件的两束光束，该部件的整体在工作波长范围内具有恒定的透射率值。在上述类型的光学部件中，通常采用配置在透明主体内部的分束器层实现光束的合并，分束器层以预定的反射率反射掉各个光束的一部分，并以预定的透射率透射该光束的一部分。通过将该光束适当地定位到该分束器层然后分别反射和透射，能够使该光束以所需的方式合并。关于这点的问题是，通常这种分束器层的反射率和透射率在工作波长范围内不是恒定的，而是随波长变化很大。因此分束器层不能被制造成具有期望的性能，诸如色彩均勻性和色彩保真度。分束器层根据其光谱的反射率和透射率以如下方式影响入射光束该光束的光谱能量分布在进入光学部件之前仍为相同的，而在穿过光学部件之后互相之间有了很大不同，从而使得由该光束所成像的物体以色彩失真的方式重现。分束器层(或含有该分束器的光学部件)的这种性质在下文中简称为“色彩偏差”。US 2004/0M0049A1中描述了一种方法，在该方法中两束光束通过棱镜合并。为了改善色彩保真度，通过复杂的棱镜几何形状使入射光束被分束以及合并。该方法的缺点在于白光光束的分束以及合并会导致白光发生干涉。CH3(^963描述了一种分束器，其由多个镜构成，该多个镜的表面设有金属反射涂层以实现色彩均勻性。因为该镜系统的多个分离的部件，使该镜系统不够紧凑，因此难以集成到光学装置中。DE 10356890描述了一种方法，系统由光源、分束器和探测器组成，通过使用带通滤光器来实现色彩均勻性。该方法的缺点是其仅适用于所讨论的包括光源和探测器的整个系统。另外，比较麻烦的是，在特定应用中，有用光的部分光谱成分会被带通滤光器滤掉。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于分配光的光学部件，其结构简单，能够达到尤其是物体的比较性检查所必须的色彩保真度。本发明通过补偿层装置来实现该目的，补偿层装置间隔于分束器层地设置在透明主体上，该补偿层装置对于穿过该补偿层装置的光的透射率被限定为随分束器层的反射率和透射率而变化，以这种方式，使得反射出射光束和透射出射光束在工作波长范围内具有匹配的光谱能量分布，该匹配的光谱能量分布彼此至多相差一等于非依赖于波长的偏移量的值。根据本发明的补偿层装置以下述方式影响穿过其的光在被分束器层反射的出射光束和透射穿过分束器层的出射光束之间产生色彩均勻性。为了实现该目的，以波长依赖的方式和如下方法调整补偿层装置的透射率其精确地补偿由分束器层的透射率和反射率的波长依赖性而在两束光束的光谱能量分布之间形成的差异。补偿层确保两束出射光束的光谱能量分布除去非波长依赖的偏移量值外相互匹配。偏移量值优选等于零。如果不等于零，两束出射光束之间会产生亮度差异，但能在各种情况下确保色彩均勻性。补偿层装置直接配置在光学部件的透明主体上。因此独立地考虑该光学部件的话，其构成了校正过色彩均勻性的部件，为了达到所需的性质不需要其他光学组件，因此能够容易地集成到现有的光学装置中，以在其中以所需的色彩均勻的方式分布光。根据本发明的光学部件有利地尤其是便于在比较显微镜中使用，在比较显微镜中，最重要的是通过于该光学部件中先分离再合并的两束光束将两个物体以色彩均勻的方式成像。优选地，所述补偿层装置的透射率被限定，以使得反射出射光束和透射出射光束在所述工作波长范围内的光谱能量分布分别匹配于进入光学部件的光的预计光谱能量分布，并与其至多相差一等于非依赖于波长的偏移量的值。在该实施例中，光学部件不仅色彩均勻，而且色彩保真。这意味着，光学部件所呈现的光与进入光学部件的光相比不会有偏色。补偿层装置优选包括至少一层介电增透层。这种介电层适于灵活、精确地补偿由分束器层造成的色彩偏差。
在一个更为有益的实施例中，提供的光学部件为棱镜，被用于合并第一和第二入射光束，所述光学部件的透明主体具有第一进光表面、第二进光表面以及出光表面；所述补偿层装置包括配置在第一进光表面上的第一补偿层以及配置在第二进光表面上的第二补偿层；所述分束器层将进入设有第一补偿层的第一进光表面的第一入射光束反射到透明主体的出光表面以产生反射出射光束，并将进入设有第二补偿层的第二进光表面的入射光束透射到出光表面以产生透射出射光束；以及在工作波长范围内，满足下列条件(1)T1 ( λ ) *RSTS ( λ ) = T2 ( λ ) *TSTS ( λ ) +cl (1)，其中T1(A)表示设有第一补偿层的第一进光表面在波长λ处依赖于波长的透射率，T2(A)表示设有第二补偿层的第二进光表面在波长λ处依赖于波长的透射率，Rsts ( λ )表示分束器层在波长λ处依赖于波长的反射率，Tsts ( λ )表示分束器层在波长λ处依赖于波长的透射率，以及cl 为常数，且-1 < cl < 1。利用该实施方式，根据本发明的光学部件构成一棱镜，该棱镜以色彩均勻的方式将两束分离地进入的两束光束合并。为此，该元件与以前一样包括两个输入(形式为两个进光表面)和一个输出(形式为出光表面)。根据条件(1)，由分束器表面造成的色彩偏差的校正被分配到两个输入上。为此在这些输入中的每一个上配置补偿层，调整补偿层的透射率使得补偿层能够抵消由分束器表面造成的色彩偏差。条件(1)中指出的常数Cl表明， 即使当反射出射光束和透射出射光束相差一恒定的偏移量值时，也能够获得色彩均勻性。 因此，当常数cl不为零时，上述两束出射光束彼此的区别不是其光谱组分，而是其亮度。根据条件(1)的对于由分束器层产生的色彩偏差的补偿还可以由仅施加到两个进光表面之一上的补偿层来实现，该补偿层被特定地设计为补偿所述的色彩偏差，而另一进光表面上设置常规的光谱中性的增透层。在这种情况下，仅通过单一补偿层的依赖于波长相应地变化的透射率来补偿色彩变差，而常规的增透层在工作波长范围内呈现非常恒定的透射率。只配置单一补偿层具有一定的降低成本的优点。另一方面，在两个进光表面上都具有补偿层的补偿层装置更加有效，可避免在进光表面上发生背反射的麻烦。补偿层装置优选还包括第三补偿层，该第三补偿层配置在透明主体的出光表面， 优选在工作波长范围内满足下列条件O)T1 ( λ ) *RSTS ( λ ) *T3 ( λ ) = c2 (2)，其中T3(A)表示设有第三补偿层的出光表面在波长λ处依赖于波长的透射率，以及c2 为常数，且 0 < c2 < 1。在该实施例中，第三补偿层确保光学部件(具体形式为棱镜)不仅色彩均勻，而且色彩保真。特别地，根据条件O)，设有第三补偿层的出光表面的依赖于波长的透射率所导致的结果为棱镜整体上对两束入射光束的透射率失去波长依赖特性。从而实现棱镜的色彩
保真度。没有上述第三补偿层，也可以通过使分别设置在棱镜的第一和第二进光表面上的第一和第二补偿层满足下列各个条件( 和(4)来获得色彩保真度T1 ( λ ) *RSTS ( λ ) = c3 (3)
T2 ( λ ) *TSTS (λ ) = c4 (4)，其中c3为常数，且0 < c3 < 1，以及c4 为常数，且 0 < c4 < 1。与前述的棱镜具有三个补偿层的实施例相比，该仅具有两个补偿层的改进的实施例也具有成本降低的优点。然而，作为代价需要接受的是，补偿层的数量较小的结果是补偿层会反射更多的光，从而导致比采用三个或更多补偿层时更大的剩余反射。也可以解释为根据本发明的补偿层的效果如果分布到更多的补偿层，则所获得的反射能够保持较低的水平。在一个替代实施例中，提供的光学部件为分束器，被用于将入射光束分成肉设出射光束和反射出射光束，所述光学部件的透明主体具有进光表面、第一出光表面以及第二出光表面；所述补偿层装置包括配置在第一出光表面上的第一补偿层以及配置在第二出光表面上的第二补偿层；所述分束器层将进入进光表面的入射光束的一部分反射到第一出光表面以产生反射出射光束，并将进入进光表面的入射光束的一部分透射到第二出光表面以产生透射出射光束；以及在工作波长范围内，满足下列条件(5)Rsts ( λ ) * \ ( λ ) = Tsts ( λ ) *T2 ( λ ) +c5 (5)，其中Rsts ( λ )表示分束器层在波长λ处依赖于波长的反射率，Tsts ( λ )表示分束器层在波长λ处依赖于波长的透射率，T1(A)表示设有第一补偿层的第一出光表面在波长λ处依赖于波长的透射率，Τ2( λ)表示设有第二补偿层的第二出光表面在波长λ处依赖于波长的透射率，以及c5 为常数，且-1 < c5 < 1。在该实施例中，根据本发明的光学部件的功能是作为分束器，其将入射光束分成两束出射光束，这两束出射光束通过两个不同的出光表面离开光学部件。因为这两个出光表面是根据条件( 配置的，因此该光学部件具有所需的色彩均勻性。对于上述的分束器，在工作波长范围内优选满足下列条件(6)和(7)Rsts ( λ ) ^T1 ( λ ) = c6(6)TSTS(A )ΦΤ2(λ) = l-c6 (7)，其中c6 为常数，且 0 < c6 < 1。两补偿层额外地满足条件(6)和(7)，这能够确保分束器的色彩保真性。根据本发明的另一方面，提供一种根据权利要求9所述的用于比较性地检查两个物体的光学装置。该装置包括根据权利要求4至6之一所述的具体形式为棱镜的光学部件， 以将两束入射光束合并成一束出射光束，从而比较性地检查两个物体。在光学装置的一个有益实施例中，光学耦合装置包括根据权利要求7或8所述的具体形式为分束器的光学部件，其配置在棱镜后方，以将所述棱镜产生的出射光束分束。根据本发明的光学部件不仅适用于上述类型的装置，还适用于任意其他光学装置，例如所谓复式观察器(multiviewers)，即能够使多个用户同时(例如通过多个目镜)查看一个物体的装置。
下面将结合附图进一步解释本发明，其中图1示意性示出根据第一示例性实施例的光学部件，具体形式为合并棱镜；图2为解释色彩均勻性的图表；图3为解释色彩保真度的图表；图4示意性示出根据第二示例性实施例的光学部件，具体形式为分束器；图5示意性示出根据第三示例性实施例的光学部件，具体形式为合并棱镜；图6所示的图表示出分束器层的依赖于波长的反射率和依赖于波长的透射率；图7所示的图表示出用于达到色彩均勻性的补偿层的依赖于波长的反射率；图8所示的图表示出根据本发明的校正了色彩均勻性的光学部件的依赖于波长的透射率；图9所示的图表示出用于达到色彩保真度的补偿层的依赖于波长的反射率；图10所示的图表示出了矫正过色彩保真度的根据本发明的光学部件的透射率； 以及图11示意性地示出了比较显微镜，其包括根据本发明的具体形式为合并棱镜的光学部件和具体形式为分束器的光学部件。
具体实施例方式下面将参考附图描述根据本发明的光学部件的示例性的实施例。图1示意性地示出了根据第一示例性实施例的光学部件10，其具体形式为棱镜， 并用于合并两束光束A和B。下文称其为“合并棱镜”。合并棱镜10包括透明主体12，例如玻璃主体，该透明主体12由两个透明棱镜部分14和16组成。分束器层18嵌入在两个棱镜部分14和16之间的界面上，即透明主体12 内。合并棱镜10具有第一进光表面20和第二进光表面22，第一光束A进入该第一进光表面20，第二光束2进入该第二进光表面22。第一光束A的一部分被分束器层18反射， 另一部分穿过分束器层18。光束被分束器层18反射的比例和光束穿过(即透射)分束器层18的比例分别依赖于分束器层18的反射率和透射率。对于进入第二进光表面22的第二光束来说情况相同，第二光束同样是依据分束器层18的反射率和透射率分别相应地被其反射和透射。合并棱镜10还包括第一出光表面M和第二出光表面26。光束A被分束器层18 反射的部分在下文称为“反射出射光束”，第二光束B穿过分束器层18的部分在下文称为 “透射出射光束”，反射出射光束与透射出射光束一起出现在第一出光表面对。因此通过分束器层18使得反射出射光束与透射出射光束合并。在图1中，该合并后的出射光束由"C =A/B"表示。相应地，第一入射光束A穿过分束器层18的部分以及第二入射光束B被分束器18 反射的部分通过分束器层18被合并，并一起出现在第二出光表面沈。在图1中，其由"D=Α/Β"表示。下文将首先描述图1中示出的合并棱镜10实现所需色彩保真度的方法。在本示例性实施例中，通过将第一补偿层观施加到第一进光表面20，并将第二补偿层30施加到第二进光表面22来获得色彩保真度。两个补偿层观和30符合下列条件 (1)T1 ( λ ) *RSTS ( λ ) = T2 ( λ ) *TSTS ( λ ) +cl (1).在条件(1)中，T1 ( λ )表示其上设有第一补偿层28的第一进光表面20的依赖于波长的透射率，T2(A)表示其上设有第二补偿层30的第二进光表面22的依赖于波长的透射率，表示分束器层18的依赖于波长的反射率，Tsts(X)表示分束器层18的依赖于波长的透射率；cl为常数，且-1 < cl < 1。条件(1)旨在包括预定工作波长范围内的所有波长入。条件(1)表示由分束器层18反射的出射光束的光谱能量分布匹配于(除去非波长依赖的常数cl的)透射穿过分束器层18的出射光束的光谱能量分布。反射出射光束由第一入射光束A的先透射穿过具有第一补偿层观的第一进光表面20然后被分束器层18 反射的那一部分构成。透射出射光束由第二入射光束B的先透射穿过具有补偿层30的进光表面22然后被分束器层18透射的那一部分构成。在上述例子中，两个进光表面20和22构成合并棱镜10的两个输入，同时第一出光表面M表示合并棱镜10的唯一有效输出。然而，同样也可以使用第二出光表面沈作为合并棱镜20的有效输出。在这种情况下，应用下述条件(I')来获得色彩均勻性T1 ( λ ) ^Tsts ( λ ) = T2 ( λ ) *RSTS ( λ ) +cl ‘，其中cl'为常数，且-l<cl' <1。所获得的色彩均勻性在图2中示出，图2示出了透射率值随光波长的变化，合并棱镜10按照图2所示的变化在整体上作用于入射光束A和B。如图2所示，在由极限波长
和λ_限定的工作波长范围内的透射率值除平行偏移量外互相匹配。前述平行偏移量对应于条件(1)中指出的常数Cl。这将导致由两束入射光束A和B产生的物体图像之间的亮度差异，但对色彩均勻性的显示无碍。为了校正用上述方法已经校正过色彩均勻性和色彩保真度的合并棱镜10，除了两个补偿层观和30外，可在出光表面M上设置第三补偿层32，所述层符合下列条件O)T1 ( λ ) *RSTS ( λ ) *T3 ( λ ) = c2 (2).在条件O)中，Τ3( λ)表示设有第三补偿层32的出光表面M的在波长λ处依赖于波长的透射率，c2代表一常数，且0 < c2 < 1。如果在整个工作波长范围内满足条件O)，那么第三补偿层32的效果是合并棱镜 10在整体上作用于入射光束A和B的透射率不再显示出波长依赖性。所获得的色彩保真度在图3中示出，图3示出了透射率值随光波长的变化，合并棱镜10按照图3所示的变化在整体上作用于入射光束A和B。如图3所示，在由极限波长
和λ_限定的工作波长范围内透射率值为常数。图3中出现的在两透射率值之间的平行偏移量对应于条件( 中的常数c2。这也将导致由两束入射光束A和B产生的物体图像之间的亮度差异，但对色彩保真度的显示无碍。如果作为合并棱镜10的输出的不是第一出光表面对，而是第二出光表面沈，那么第三补偿层32必须对应地设置到第二出光表面沈而不是第一出光表面24。在这种情况下，修正的条件O')是充分的T1 ( λ ) *TSTS ( λ ) *T3 ( λ ) = l-c2.图4示出了作为第二示例性实施例的光学部件50，其基本结构与部件10相对应， 但是其功能不是作为合并棱镜，而是作为分束器。对比图1中所示的合并棱镜10，在根据图4所示的分束器的情况下，第一进光表面 20构成唯一有效的进光表面。然而分束器50具有两个有效出光表面M和沈。分束器层 18确保入射光束A的一部分被朝向第一出光表面M反射，而另一部分穿过分束器层18并入射到第二出光表面26。光束A的被分束器层18反射的部分在图4中表示为B，在该示例性实施例中构成反射出射光束。光束A的穿过分束器层18的部分在图4中表示为C，并构成透射出射光束。为了使分束器50具有色彩保真度，将第一补偿层52施加到第一出光表面M上， 并将第二补偿层讨施加到第二出光表面26上，这两个补偿层满足下列条件(5)Rsts ( λ ) * \ ( λ ) = Tsts ( λ ) *T2 ( λ ) +c5 (5) ·在条件(5)中， \(λ )表示设有第一补偿层52的出光表面M的依赖于波长的透射率，Τ2( λ)表示设有第二补偿层M的第二出光表面沈的依赖于波长的透射率。同样地， 在条件(5)中，c5也代表常数，且-1 < c5 < 1。为了使分束器50不仅具有色彩均勻性，而且还具有色彩保真度，分别设有补偿层 52,54的出光表面24,26必须满足下列条件(6)和(7)Rsts ( λ ) ( λ ) = C6 (6)Tsts ( λ ) ΦΤ2 ( λ ) = c6 (7)，在条件(6)和(7)中，c6代表常数，且0 < c6 < 1。图5示出了作为第三示例性实施例的光学部件60，其功能也是作为合并棱镜，用于合并两束光束A和B。合并棱镜60在功能上与图1所示的合并棱镜10相对应。根据所需的棱镜性能，诸如色彩均勻性和色彩保真度，条件(1)、(1')和(2)也相应地适用于合并棱镜60。根据图5的合并棱镜60的这些部件中，与图1所示的合并棱镜10的部件相对应的部件用第一示例性实施例中所用的附图表示来表示。根据第三示例性实施例的合并棱镜60与根据第一示例性实施例的合并棱镜10的不同之处仅在于透明主体12的形状以及其设有补偿层观、30、32的表面20、22、M的配置。 对于合并棱镜60，表示为C的透射出射光束由入射光束A被分束器层18反射的部分和入射光束B透射穿过分束器层18的部分构成，透射出射光束被用作有效光束，而不使用剩余的表示为D的出射光束并将其吸收，例如通过光束挡块(图5中未示出)吸收。在图6至图10中再次以简单的例子说明了上文已解释的为了获得色彩均勻性和色彩保真度的行为。图6示出了一般常用的分束器层(例如根据图1的光学部件中的分束器层18)的依赖于波长的反射率和依赖于波长的透射率。从图6中可推断，反射率和透射率随光波长的变化方式不同。在该示例中，对于每个波长的反射率和透射率的总和小于1，这意味着分束器不是反射也不是透射，而是吸收了一部分入射光。图7示出了根据本发明的为了色彩均勻性校正而设有补偿层的进光面的依赖于波长的反射率。进光面可以例如为图1所示的表面20，在该示例中假设对于色彩均勻性的校正由该层单独实现。在这种情况下，在条件(1)中，在工作波长范围内考虑，只有透射率 T1依赖于波长，而透射率T2为常数。注意，图7描述的不是透射率，而是反射率。尽管如此， 透射率的结果(可选地，考虑不是非显著的吸收)直接从所示反射率得到。(如果补偿层由一层或多层介电增透层构成，则吸收通常可忽略不计。)图8示出了对于图1中所示的入射光束A和B，为了色彩均勻性而根据条件(1)校正过的透射率值。从图8中可明显看出，这些透射率值在考虑的工作波长范围内明显相同， 实现了所需的色彩均勻性。图9示出了设有补偿层的进光面的依赖于波长的反射率，该补偿层被设计为根据条件O)实现色彩保真度。该补偿层例如对应于图1中所示的施加于出光表面M上的层 32。同样的，条件O)中示出的透射率可直接(可选地考虑不是非显著的吸收)从图9中所示的反射率获得最后，图10示出了关于图1所示的入射光束A和B，对色彩保真度校正过的光学部件的透射率值。如图10所示，在所考虑的工作波长范围内，这些透射率值不仅相同，而且是非依赖于波长的。图11示出了比较显微镜70，其中使用了上述类型的光学部件。比较显微镜70包括结构上基本相同的第一显微镜72和第二显微镜74。这两个显微镜72和74中的每一个包括各自的照明模块76、78 各自的样品托80、82，其上分别具有加载于其上的样品84、86 ；以及各自的物镜光学元件88、90，包括各自的物镜转轮92、94，物镜转轮92、94上分别安装有多个物镜96、98，这些物镜可被选择性地引入每一显微镜光路。比较显微镜70还包括光学耦合装置，除两个镜100、102外，该光学耦合装置的主要功能部件还包括如图5所示的合并棱镜60以及如图4所示的分束器50。合并棱镜60确保图5中所示的分别源自两个显微镜72、74的光束A和B以色彩保真的方式合并以产生光束C。另一方面，根据图4，分束器50使进入的光束C分成两束光束E (对应于图4中的B)和F(对应于图4中的C)。在图11所示出的例子中，光束E被传送到CXD照相机104，而光束F进入目镜106。光束A穿过合并棱镜60分束器层18的那部分(在图11中表示为D)被光束挡块 108吸收。最后，下表提供了根据本发明的补偿层的一个具体结构的例子。在该例子中，补偿层由5层介电增透层构成，其连续地配置到衬底上。由光学部件的进光表面或出光表面作为衬底。表中示出了该5层被制成的厚度和所用材料。不言而喻，该表中所示的层结构应仅仅理解为一个例子。因此其他由氟化物和/ 或氧化物基的介电材料制成的、整体上具有更多或更少层的层结构也是可以的。还可以想到的实施方式是由介电层和金属层构成的复合层，其能够实现用于分束器层的光谱行为的光谱局部吸收。
权利要求
1.一种光学部件(10，50，60)，用于分配在预定工作波长范围内具有预计光谱能量分布的光，该光学部件包括光进入的透明主体(1 以及嵌入在透明主体(1 内部的分束器层(18)，该分束器层在工作波长范围内具有预计的依赖于波长的反射率及依赖于波长的透射率，以该反射率反射进入透明主体(1 的光，以产生反射出射光束，以该透射率透射进入透明主体(12)的光，以产生透射出射光束， 其特征在于透明主体(1 上与分束器层(18)分离的补偿层装置08，30，52，M)，该补偿层装置 (28,30,52,54)对于穿过该补偿层装置08，30，52，的光的透射率被限定为随分束器层 (18)的反射率和透射率而变化，以这种方式，使得反射出射光束和透射出射光束在工作波长范围内具有匹配的光谱能量分布，该匹配的光谱能量分布彼此至多相差一等于非依赖于波长的偏移量的值。
2.根据权利要求1所述的光学部件(10，50，60)，其中所述补偿层装置(28,30,32,52, 54)的透射率被限定，以使得反射出射光束和透射出射光束在所述工作波长范围内的光谱能量分布分别匹配于进入透明主体(1 的光的预计光谱能量分布，并与其至多相差一等于非依赖于波长的偏移量的值。
3.根据前述任一权利要求所述的光学部件(10，50，60)，其中所述补偿层装置08，30， 32，52，54)包括至少一层介电增透层。
4.根据前述任一权利要求所述的光学部件(10，60)，其中所述光学部件为棱镜，用于合并第一和第二入射光束，所述光学部件的透明主体(12) 具有第一进光表面(20)、第二进光表面0 以及出光表面04)，所述补偿层装置包括配置在第一进光表面00)上的第一补偿层08)以及配置在第二进光表面0 上的第二补偿层(30)，所述分束器层(18)将进入设有第一补偿层08)的第一进光表面OO)的第一入射光束反射到透明主体(12)的出光表面04)以产生反射出射光束，并将进入设有第二补偿层 (30)的第二进光表面0 的入射光束透射到出光表面04)以产生透射出射光束，以及在工作波长范围内，满足下列条件(1) T1 ( λ ) ( λ ) = T2 ( λ ) *TSTS ( λ ) +cl (1)，其中T1(A)表示设有第一补偿层08)的第一进光表面OO)在波长λ处依赖于波长的透射率，Τ2( λ)表示设有第二补偿层(30)的第二进光表面02)在波长λ处依赖于波长的透射率，表示分束器层(18)在波长λ处依赖于波长的反射率， TstsU)表示分束器层(18)在波长λ处依赖于波长的透射率，以及 cl为常数，且-1 < cl < 1。
5.根据权利要求3所述的光学部件(10，60)，其中补偿层装置还包括第三补偿层(32)， 该第三补偿层(3 配置在所述透明主体(1 的出光表面04)上，且在工作波长范围内满足下列条件⑵T1(X)^stsURT3U) = c2 (2)，其中Τ3( λ)表示设有第三补偿层(3 的出光表面04)在波长λ处依赖于波长的透射率，以及c2为常数，且O < c2 < 1。
6.根据权利要求4所述的光学部件(10，60)，其中在工作波长范围内，满足下列条件 (3)和(4)T1(A) ^Rsts (λ ) = c3 (3) T2(X)*TSTS(X) = c4 (4)， 其中c3为常数，且0<c3< 1，以及 c4为常数，且O < c4 < 1。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的光学部件(50)，其中所述光学部件为分束器，用于将入射光束分成透射出射光束和反射出射光束，所述分束器的所述透明主体(1 具有进光表面(20)、第一出光表面04)以及第二出光表面 (26),所述补偿层装置包括配置在第一出光表面04)上的第一补偿层(5 以及配置在第二出光表面06)上的第二补偿层(54)，所述分束器层(18)将进入进光表面OO)的入射光束的一部分反射到第一出光表面 (24)以产生反射出射光束，并将进入进光表面OO)的入射光束的一部分透射到第二出光表面06)以产生透射出射光束，并且在工作波长范围内，满足下列条件(5)Rsts ( λ ) * \ ( λ ) = Tsts ( λ ) *T2 ( λ ) +c5 (5)，其中表示分束器层(18)在波长λ处依赖于波长的反射率， TstsU)表示分束器层(18)在波长λ处依赖于波长的透射率， T1(A)表示设有第一补偿层(5 的第一出光表面04)依赖于波长的透射率， Τ2( λ)表示设有第二补偿层(54)的第二出光表面06)依赖于波长的透射率，并且 c5为常数，且-1 < c5 < 1。
8.根据权利要求7所述的光学部件(50)，其中在工作波长范围内，满足下列条件(6) 和⑵Rsts ( λ ) ( λ ) = C6(6)Κλ)*Τ2(λ) = l-c6 (7)， 其中c6为常数，且O < c6 < 1。
9.一种光学装置(70)，用于比较性地检查两个物体(84，86)，该光学装置(70)具有 两个拥有相同设计的显微镜光学元件(96，98)，每个显微镜光学元件产生入射光束，以对各物体(84，86)成像；以及光学耦合装置(50，60，100，102，108)，将两束入射光束合并成一束出射光束，用以比较性地检查所述两个物体(84，86)，其中，所述光学耦合装置(50，60，100，102，108)包括根据权利要求4至6之一的权利要求所述的具体形式为棱镜的光学部件(60)，以将两束入射光束合并。
10.根据权利要求9所述的光学装置(70)，其中所述光学耦合装置(50，60，100，102， 108)包括根据权利要求7或8所述的布置在棱镜(60)之后的具体形式为分束器的光学部件(50)，以将所述棱镜产生的出射光束分束。
全文摘要
光学部件(10，50，60)，用于分配在预定的工作波长范围内预计的光谱能量分布的光。包括光进入的透明主体(60)及嵌入该透明主体(12)内的分束器层(18)，分束器层在工作波长范围内具有预计的依赖于波长的反射率，以该反射率对进入透明主体的光反射，以产生反射出射光束，该分束器层在工作波长范围内还具有预计的依赖于波长的透射率，以该透射率透射进入透明主体的光，以产生透射出射光束。还包括在透明主体上间隔于分束器层(18)设置的补偿层装置(28，30，52，54)，该补偿层装置对于穿过其的光的透射率被限定为随分束器层的反射率和透射率变化，以使反射出射光束和透射出射光束在工作波长范围内具有匹配的光谱能量分布，该匹配的光谱能量分布至多相差等于非依赖于波长的偏移量的值。
文档编号G02B27/10GK102540479SQ20111035551
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月15日
发明者F·艾森克拉姆, H-M·豪克, S·库恩特 申请人:徕卡显微系统复合显微镜有限公司