Resumen
Analyzer of the structure and spatial coherence of light beams. The invention consists of a programmable electro-optical device and a method that allows to characterize completely and precisely both beams, in the visible, near infrared and near ultraviolet ranges, coherent as well as partially coherent, solving the problem of the characterization of the latter. . The device consists of four cylindrical lenses housed in motorized rotating mounts and a digital camera (type ccd/cmos). They generate and acquire projections of the wigner distribution of the beam in real time, from which it is characterized. These projections serve to classify the beam under study according to its symmetry and coherence properties and extract the information from its spatial structure. For this, a computer is used. The invention has industrial application in optical telecommunications, in image formation and lithography systems, in the manufacture of laser devices, leds, etc. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. 1. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos caracterizado porque comprende: 2. hacer pasar un haz luminoso a través del analizador, atravesando primero la primera pareja L 1 de lentes (1) , después la segunda pareja L2 de lentes (1) Y llegando a la cámara digital (3) , según el eje longitudinal del dispositivo; 3. rotar automáticamente las monturas rotatorias (2) para rotar las dos lentes (1) de la pareja L 1 Y de las dos lentes (1) de la pareja L2 según unos ángulos prefijados; 4. -generar un conjunto de proyecciones de la distribución de Wigner (DW) del haz; 5. medir y registrar el conjunto de proyecciones de la distribución de Wigner (DW) del haz con la cámara digital (3) ; 6. procesar el conjunto de proyecciones de la distribución de Wigner (DW) del haz; 7. clasificar los haces según sus propiedades de simetría y coherencia espacial; 8. sustituir las lentes (1) Y del sensor de la cámara digital (3) según el rango del espectro del haz bajo estudio. 9. 2. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque en la fase de rotación las lentes cilíndricas van rotando de acuerdo al 10. parámetro a E [" / 2, 3" / 2] Y fJ E [O, , , ] de la transformación matemática que describe la obtención de proyecciones. 11. 3. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque en la fase de rotación las lentes cilíndricas de la pareja L 1 rotan con un ángulo l/ll ± f3 determinado por la expresión 2sin (2fjJ¡) = cot (a / 2) , mientras que las lentes de la pareja L2 rotan con un ángulo l/l2 ±f3 que deriva de la expresión 2l/l2 = a . 12. 4. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según las reivindicaciones 1, 2 Y 3 caracterizado porque en la fase de rotación ser realizan N rotaciones correspondientes a un valor fijo de ~ y a variable y porque hay tantos conjuntos de proyecciones como Mvalores diferentes de ~. 13. 5. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque en las fases de clasificación se utiliza un algoritmo que proporciona datos de la intensidad y la fase del haz, para los haces coherentes, y la distribución de Wigner y la intensidad mutua, para los haces parcialmente coherentes. 14. 6. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque la rotación automática de las lentes (1) se sustituye por una rotación manual. 15. 7. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque la medida y registro de las proyecciones de la DW se hace en tiempo real. 16. 8. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque en la fase de sustitución de las lentes se eligen lentes (1) y un sensor de la cámara digital (3) para trabajar en el rango espectral del visible, entre 390 nm y 750 nm. 17. 9. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque en la fase de sustitución de las lentes se eligen lentes (1) Y un sensor de la cámara digital (3) para trabajar en el rango espectral del infrarrojo cercano, entre 750 nm y 1700 nm. 18. 10. Procedimiento automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 1 caracterizado porque en la fase de sustitución de las lentes se eligen lentes (1) y un sensor de la cámara digital (3) para trabajar en el rango espectral del ultravioleta cercano, entre 290 nm y 390 nm. 19. 11. Aparato automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos para llevar a cabo el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque comprende: 20. cuatro lentes cilí ndricas convergentes plano-convexas (1) , idénticas dos a dos, que tienen en contacto su lado plano y dispuestas correspondientemente en dos parejas independientes L 1 Y L2, separadas entre sí una distancia z; 21. cuatro monturas rotatorias (2) motorizadas que tienen fijadas en su interior una lente (1) cada una; 22. una cámara digital, situada a una distancia z con respecto a la pareja L2, quedando la pareja L2 entre la pareja L 1 Y la cámara (3) ; 23. cuatro varillas (4) que atraviesan a las monturas (2) por sus esquinas exteriores y que las ajustan en su posición; 24. un servomotor y un controlador se emplean en cada montura rotatoria (2) para la motorización de las monturas lo que permite un movimiento preciso, automático y programable de las mismas; 25. un algoritmo para la medida, el registro, el procesado y el análisis del conjunto de proyecciones de la DW del haz así como para la programación del giro de las monturas rotatorias (2) . 26. 12. Aparato automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 11 caracterizado porque el montaje se realiza de forma que las lentes (1) , las monturas (2) y la cámara digital (3) estén correctamente centrados entre sí gracias a las varillas metálicas (4) que ajustan las monturas (2) correspondientes y porque todo el conjunto está fijo y sujeto a una superficie. 27. 13. Aparato automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 11 caracterizado porque la distancia focal de las lentes (1) viene dada por la propia distancia z de la construcción del dispositivo siendo la distancia focal de las lentes de la pareja L 1 igual a z y la distancia focal de la pareja L2 igual a z/2. 28. 14. Aparato automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 11 caracterizado porque la cámara digital es tipo CCD/CMOS. 29. 15. Aparato automatizado de análisis de la estructura y coherencia espacial de haces luminosos según la reivindicación 11 caracterizado porque el controlador de cada montura rotatoria (2) se conecta en serie o en paralelo con el resto de controladores y porque se sincroniza la rotación de las cuatro monturas a través de una sola conexión a un ordenador. 30. L1 t2 31. r ........... " r .A. 32. "' 3 \ 33. , ... c-------+..I.....rc-------+~I 34. z z 35. Fig. 1 a) 36. Fig. 1 b)
