Resumen
Opto-electronic device and methods to collimate and determine the degree of collimation of a beam of light. The present invention relates to an opto-electronic device for determining the degree of collimation of a light beam which, by incorporating a collimation element 2, can also be used to collimate beams. The device comprises a diffraction grating 3, a mask 5 including a multiplicity of windows 4 each with a diffraction grating, the diffraction gratings of the windows 4 being offset from each other, a matrix 7 of photodetectors 6 whose number it can be equal to or greater than the number of windows 4 of the mask 5 or it can be located in a matrix with two-dimensional distribution (cmos or ccd) and one or more data processing elements 8. The invention also includes methods for determining the degree of collimation of a beam of light or to collimate a beam. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 2.  s	1. Dispositivo para determinar el grado de colimación de un haz de luz que comprende: -una red de difracción 3, -una máscara 5 que incluye N ventanas 4, cada una de ellas con una red de difracción, estando las redes de difracción de las ventanas 4 desfasadas entre si I -una matriz 7 de fotodetectores 6 cuyo número es, al menos, igual al número N de ventanas, -uno o más elementos de procesamiento de datos 8, donde el número de ventanas N 2: 4. 3.  10	2. Dispositivo según la reivindicación 1 en el que la máscara 5 incluye 16 ventanas 4. 4.  15	3. Dispositivo según cualquiera de las. reivindicaciones anteriores en el que el desplazamiento entre las redes de difracción de cada ventana 4 es igual a 360o/N, donde N es el número de ventanas 4. 5.  4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones ventanas 4 están duplicadas con el mismo desfase.	anteriores	en	el	que	las 6.  20	5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la distancia d entre el eje óptico del haz de luz y el CEintro de la ventana 4 es la misma para todas las ventanas 4. 7.  25	6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que las ventanas 4 están dispuestas en 4 o más columnas. 8.  7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores fotodetectores 6 se ubican en una distribUl;i6n bidimensional.	en	el	que	los 9.  S	8. Dispositivo según la reivindicaci6n 7 en el que la distribuci6n bidimensional es una cámara CMOS o una cámara CCD. 10.  10	9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los elementos para el procesamiento de datos 8 se seleccionan entre el grupo formado por: una placa electr6nica, un microproces,ador y un ordenador. 11.  lS	10. Dispositivo para colimar un haz de luz que comprende: -un elemento de colimaci6n 2, -una red de difracci6n 3, -una máscara 5 que incluye N ventanas 4· cada una de ellas con una red de difracción, estando las redes de difracci6n de las venlanas 4 desfasadas entre sí, -una matriz 7 de fotodetectores 6 cuyo número es, al menos, igual al número N de ventanas, -uno o más elementos de procesamiento de datos 8, donde el número de ventanas N 2: 4. 12.  20 13.  11 . Disposttivo según la reivindicaci6n 10 ,en el que el elemento de colimaci6n 2 es una lente, un conjunto de lentes o un Elemento Óptico Difractivo. 14.  2S	12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 10-11 en el que la máscara 5 incluye 16 ventanas 4. 15. 13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 10-12 en el que el desplazamiento enlre las redes de dffrac:ción de cada ventana 4 es igual a 36001N, donde N es el número de ventanas 4. 16. 14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 10-13 en el que las ventanas 4 están duplicadas con el mismo desfase. 17. 15. Dispositivo según cualquiera de las re,ivindicaciones 10-14 en el que la distancia d entre el eje óptico del haz de luz y el centro de la ventana 4 es la misma para todas las ventanas 4. 18. 16. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 10-15 en el que las ventanas 4 están dispuestas en 4 o más columnas. 19. 17. Disposttivo según cualquiera de las reivindicaciones 10-16 en el que los fotodeteclores 6 se ubican en una distribución bidimensional. 20. 18. Dispositivo según la reivindicación 17 en el que la distribución bidimensional es una cámara CMOS o una cámara CCD. 21. 19. Disposttivo según cualquiera de las reivindicaciones 12-18 en el que los elementos 22. para el procesamiento de datos 8 se seleccionan entre el grupo formado por: una placa electrónica, un microprocesador y un ordenador. 23. 20. Método para determinar el grado de 'colimación de un haz de luz que incluye los siguientes pasos: 24. a) hacer pasar el haz de luz a través de un disposttivo según se define en las reivindicaciones 1-9, 25. b) obtener una Figura de Lissajous, c) detenninar el grado de elipticidad de ta Figura de Lissajous. 26. 21. Método según ta reivindicación 20 en el que el grado de elipticidad de la Figura de 27. s Lissajous se detennina mediante medición visual. 28. 22. Método según la reivindicación 20 en el que el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous se detennina matemáticamente ,añadiendo los siguientes pasos: 29. d) obtener experimentalmente los datos dE> la matriz A de la ecuación 30. donde z=(a, b, c) se obtienen a partir de datos experimentales {SA y Se} de las señales detectadas por los fotodeteclores 6 y donde u, =(xf -yf)2 , V, =(x; + y;) y asl 15 sucesivamente, mediante la resolución de la ecuación 31. e) obtener los parámetros R, y R2 de la eCIJación 32. 2 -2 R, = 21,-e' 33. 2 -2 34. ~= 2b+ c' 35. f) obtener la elipticidad e según la ecuación 36. 2e -2e 37. e2 38. =--o el =- 39. 2b+c 2b-c 40. seleccionando el parámetro de elipticidad, e, con valor positivo. 41. 25 23. Método para colimar un haz de luz que incluye los siguientes pasos: 42. a) hacer pasar el haz de luz a través de un dispositivo según se define en las 43. reivindicaciones 10-19, 44. b) obtener una Figura de Lissajous, e) determinar el grado de elipticidad de la Figura de Lissajous, 45. d) desplazar la fuente de luz 1 con respecto al elemento de colimación 2, a lo largo del 46. eje óptico, e) monitorizar el parámetro de elipticidad e del paso e) 1) detener el desplazamiento de la fuente de luz 1 cuando el parámetro e sea mlnimo, teniendo en cuenta que los pasos 10) y d) se realizan simultáneamente o 47. consecutivamente y que por mlnimo se entiende el menor valor posible de la elipticidad a lo largo de la medida completa. 48. 24. Método para colimar un haz de luz se,gún la reivindicación 23 en el que el paso c) 49. se realiza mediante medición visual. 50. 25. Método para colimar un haz de luz se,gún la reivindicación 23 en el que el paso c) se realiza matemáticamente siguiendo los .siguientes pasos: 51. i) obtener los datos de la matriz A de la ecuación 52. donde z=(a, b, e) se obtienen a partir de d ••tos experimentales ISA y Se} de las senales detectadas por los fotodetectores 6 y donde u, ; (xr -yrJ' , v, ; (xr +yrJ y así sucesivamente, mediante la resolución de la ecuación 53. ii) obtener los parámetros R1 Y R, de la ecuación 54. , -2 R, = 2b-e' , -2 55. ~= 2b+c' iii) obtener la elipticidad e según la ecuación 56. 2 2e 2 -2e e = 2b+ e o e --:-e 57. =-;;2Tb:': 58. seleccionando el parámetro de elipticidad, e, con valor positivo.
