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Methods and optoelectronic devices to collimate and/or to determine the degree of collimation of a light beam (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)CM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
ES.2549977.A1
Fecha publicacion
03/11/2015
Numero solicitud
ES20150000458
Fecha presentacion
19/06/2015

En detalle

Resumen

Methods and optoelectronic devices to collimate and/or determine the degree of collimation of a beam of light. The invention relates to a method for determining the degree of collimation of a light beam and to a method for collimating a light beam by calculating the periods of two or more autoimages generated by a diffraction grating at different distances. In addition, it includes optoelectronic devices designed to carry out both methods. The different devices comprise a diffraction network (3), one or more photodetection systems (4) and an electronic data processing device (5). When a single photodetection system is included, two or more autoimages are obtained by means of mirrors or by tilting the photodetection system with respect to the optical axis of the device. Devices designed to collimate a beam include a collimator element (2). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Reivindicaciones

1. REIVINDICACIONES 2. 1. Método para determinar el grado de colimación de un haz de luz que comprende los siguientes pasos: 3. a) hacer incidir el haz de luz sobre de una red de difracción 3, 4. b) detectar, al menos, dos autoimágenes generadas por la red de difracción 3 del paso a) a, al menos, dos distancias distintas de Talbot, ZA, ZB, de dicha red de difracción 3, 5. c) determinar los periodos PA y PB de las autoimágenes detectadas en el paso b), 6. d) determinar el valor de a mediante la ecuación 7. a = _ PB-PA 8. (6) 9. PBZZA-PAZZB 10. donde a ~ -8z/[Z, siendo 8z el desplazamiento de la fuente de luz 1 con respecto la distancia [, y siendo [ la distancia focal del elemento de colimación 2. 11. 2. Método según la reivindicación 1 en el que se suaviza la señal periódica de las autoimágenes detectadas en el paso b) mediante el cálculo del semivariograma 12. (3). 13. 3. Método según la reivindicación 2 en el que los periodos PA y PB de las autoimágenes detectadas en el paso b) se obtienen mediante el ajuste de cada semivariograma a la ecuación 14. 2y(h) = (al +fJlh +ylhZ +olh3 ) -(az +fJzh +Yzh Z +ozh3 ) COS C;h) (4). 15. 4. Método para colimar un haz de luz que comprende los siguientes pasos: 16. a) hacer incidir el haz de luz que se desea colimar sobre un elemento colimador 2, 17. b) hacer incidir el haz colimado en el paso a) sobre una red de difracción 3, 18. c) detectar, al menos, dos autoimágenes generadas por la red de difracción 3 del paso b) a, al menos, dos distancias distintas de Talbot, ZA, ZBJ de dicha red de difracción 3, 19. d) modificar la distancia entre la fuente de luz 1 y el elemento colimador 2 mediante el desplazamiento de la fuente de luz 1 ylo del elemento colimador 2 a lo largo del eje óptico, y repetir el paso c) hasta que los periodos PA y PB de las auto imágenes sean iguales. 20. 5. Método según la reivindicación 4 que, en el paso d), incluye las siguientes etapas: 21. i) Realizar un ajuste por mínimos cuadrados obtenidos mediante un barrido de las medidas de los periodos de las autoimágenes al mover la fuente de luz 1 ylo el elemento colimador 2 a lo largo del eje óptico, a cada una de las expresiones 22. PA = (1 +aZ2A)P, (S) PB = (1 + aZ2B)P· 23. ii) Determinar la intersección de los ajustes realizados en i). 24. 6. Método según la reivindicación 4 en el que se suaviza la señal periódica de las autoimágenes detectadas en el paso b) mediante el cálculo del semivariograma 25. (3). 26. 7. Método según la reivindicación 6 en el que los periodos PA y PB de las autoimágenes detectadas en el paso b) se obtienen mediante el ajuste de cada semivariograma a la ecuación 27. 2y(h) = (al +f3l h +Yth2 +8l h3) -{(a2 +f32h +Y2h2 +82h3 ) cos C:h)} (4). 28. 8. Método según la reivindicación 4, en el que se detecta que los periodos PA y PB de las autoimágenes son iguales de forma visual cuando desaparece el patrón de franjas de Vernier. 29. 9. Método según la reivindicación 4, en el que aplicando la fórmula 30. PA es igual a PB cuando Pv tiende a infinito. 31. 10. Dispositivo optoelectrónico para determinar el grado de colimación de un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1-3 que comprende: 32. - una red de difracción 3, 33. - al menos, dos sistemas de fotodetección 4 ubicados a distintas distancias de la red de difracción 3, en planos paralelos al plano en el que está situada la red de difracción 3 estando al menos uno ubicado fuera del eje óptico, 34. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 35. 11. Dispositivo optoelectrónico para determinar el grado de colimación de un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1-3 que comprende: 36. - una red de difracción 3, 37. - un divisor de haz 6 ubicado a continuación de la red de difracción 3 a lo largo del eje óptico del dispositivo, 38. - dos sistemas de fotodetección 4 ubicados en dos planos distintos, perpendiculares entre sí y paralelos a dos caras del divisor de haz 6, y a distintas distancias del divisor de haz 6, 39. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 40. 12. Dispositivo optoelectrónico para determinar el grado de colimación de un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1-3 que comprende: 41. - una red de difracción 3, 42. - un divisor de haz 6 ubicado a continuación de la red de difracción 3 a lo largo del eje óptico del dispositivo, 43. - dos espejos 7 ubicados en dos planos distintos, perpendiculares entre sí y paralelos a dos caras del divisor de haz 6, con las caras espejadas cubiertas por sendas máscaras opacas y antirreflectantes que bloquean parte del haz de tal forma que las autoimágenes no solapan, y orientadas hacia el divisor de haz 6, 44. - un sistema de fotodetección 4 ubicado en un plano paralelo a una cara del divisor de haz 6 distinta a las dos caras del divisor de haz 6 a las que son paralelas los espejos 7, 45. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 46. 13. Dispositivo optoelectrónico para determinar el grado de colimación de un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1-3 que comprende: 47. - una red de difracción 3, 48. - un sistema de fotodetección 4 ubicado en un plano inclinado un ángulo 8 con respecto al plano en el que está situada la red de difracción 3, 49. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 50. 14. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 13 en el que el ángulo 8 es de 45° ± 30°. 51. 15. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 14 en el que el ángulo 8 es de 45°. 52. 16. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones 10-15 en el que el/los sistema/s de fotodetección 4 se ubican en una cámara con distribución bidimensional CMOS o CCD. 53. 17. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones 10-16 en el que el dispositivo electrónico 5 se selecciona entre el grupo formado por: una placa electrónica, un microprocesador y un ordenador. 54. 18. Dispositivo optoelectrónico para colimar un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 4-9 que comprende: 55. - un elemento colimador 2, 56. - una red de difracción 3, 57. - al menos, dos sistemas de fotodetección 4 ubicados a distintas distancias de la red de difracción 3, en planos paralelos al plano en el que está situada la red de difracción 3 y, al menos uno, ubicado fuera del eje óptico, 58. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 59. 19. Dispositivo optoelectrónico para colimar un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 4-9 que comprende: 60. - un elemento colimador 2, 61. - una red de difracción 3, 62. - un divisor de haz 6 ubicado a continuación de la red de difracción 3 a lo largo del eje óptico del dispositivo, 63. - dos sistemas de fotodetección 4 ubicados en dos planos distintos, perpendiculares entre sí y paralelos a dos caras del divisor de haz 6, 64. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 65. 20. Dispositivo optoelectrónico para colimar un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 4-9 que comprende: 66. - un elemento colimador 2, 67. - una red de difracción 3, 68. - un divisor de haz 6 ubicado a continuación de la red de difracción 3 a lo largo del eje óptico del dispositivo, 69. - dos espejos 7 ubicados en dos planos distintos, perpendiculares entre sí y paralelos a dos caras del divisor de haz 6 y con las caras espejadas orientadas hacia el divisor de haz 6, 70. - un sistema de fotodetección 4 ubicado en un plano paralelo a una cara del divisor de haz 6 distinta a las dos caras del divisor de haz 6 a las que son paralelas los espejos 7, 71. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 72. 21. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 20 en el que las superficies espejadas de los dos espejos 7 están cubiertas por sendas máscaras opacas y antirreflectantes que bloquean parte del haz de tal forma que las autoimágenes no solapan. 73. 22. Dispositivo optoelectrónico para colimar un haz de luz de acuerdo con el método de las reivindicaciones 4-9 que comprende: 74. - un elemento colimador 2, 75. - una red de difracción 3, 76. - un sistema de fotodetección 4 ubicado en un plano inclinado un ángulo e con respecto al plano en el que está situada la red de difracción 3, 77. - un dispositivo electrónico 5 de procesamiento de datos. 78. 23. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 22 en el que el ángulo () es de 45° ± 30°. 79. 24. Dispositivo optoelectrónico según la reivindicación 23 en el que el ángulo ees de 45°. 80. 25. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones 18-24 81. 5 en el que el/los sistema/s de fotodetección 4 se ubican en una cámara con distribución bidimensional CMOS o CCD. 82. 26. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera de las reivindicaciones 18-25 83. en el que el dispositivo electrónico 5 se selecciona entre el grupo formado 10 por: una placa electrónica, un microprocesador y un ordenador.

Etiquetas

Inventores
Sanchez Brea Luis MiguelHerrera Fernandez José María
Solicitantes
Universidad Complutense de Madrid
Clasificacion ipc
G01B 9/ 02 A IG02B 27/ 30 A I
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