用于測量高強(qiáng)度光束的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于測量高強(qiáng)度光束的系統(tǒng)和方法，公開了用于測量光束的強(qiáng)度特性的系統(tǒng)和方法。所述方法包括將光束引導(dǎo)到包括由兩個透明板夾在中間的薄棱鏡的棱鏡組件中，以及由全內(nèi)反射表面將光束的一部分反射到積分球，同時將光束的剩余部分通過兩個透明板發(fā)射到光束收集器。方法還包括檢測由積分球捕獲的光束并且根據(jù)所檢測的光束確定光束的強(qiáng)度特性。
【專利說明】用于測量高強(qiáng)度光束的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及測量光束的強(qiáng)度，并且尤其設(shè)及用于測量高強(qiáng)度光束的至少一個強(qiáng)度 特性的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高強(qiáng)度（或者高光功率）光束被用于許多應(yīng)用中，包括半導(dǎo)體襯底的熱處理。大 多數(shù)應(yīng)用要求高強(qiáng)度光束具有嚴(yán)格定義的強(qiáng)度輪廓（profile)。例如，在激光退火應(yīng)用中， 高強(qiáng)度光束形成線圖像并且沿著短軸具有大體上高斯型的強(qiáng)度分布W及沿著長軸具有大 體上均勻的強(qiáng)度分布。用于半導(dǎo)體襯底熱處理的線圖像的典型尺寸是幾百微米寬（短軸）， 幾十毫米長（長軸）。在該種線圖像中的功率量可W達(dá)到幾千瓦。
[0003] 由于高強(qiáng)度光束損壞測量裝置，因此很難精確地測量該種高強(qiáng)度光束的強(qiáng)度特性 (例如，強(qiáng)度輪廓）。一種類型的測量裝置使用圖像傳感器和衰減器將高強(qiáng)度光束衰減至合 理（非損壞）的功率水平，并且然后將衰減的光束引導(dǎo)至光電檢測器（例如CCD或者CMOS 攝像機(jī)）。
[0004] 遺憾的是，由于衰減一直伴隨像差并且由于低功率下的測量結(jié)果不能精確地表示 在高功率下實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)度輪廓分布（其中光束實(shí)際上是在高功率下使用的），因此該方法具 有顯著的不準(zhǔn)確性。
[0005] 另一種類型的測量方法是基于掃描高強(qiáng)度光束經(jīng)過由相對葉片形成的窄孔徑 (例如，縫隙孔徑）。然而，當(dāng)設(shè)及高功率密度時，需要在低功率設(shè)置下進(jìn)行測量。出于與基 于圖像傳感器的測量方法基本上相同的理由，該降低了測量精度。另一方面，試圖在高功率 下測量強(qiáng)度輪廓W得到精確測量結(jié)果通常導(dǎo)致過熱并且由此損壞葉片。葉片材料的熱膨脹 還能夠改變狹縫開口的尺寸和/或形狀并且損害測量結(jié)果。即使在低功率下該也能夠發(fā) 生。
[0006] 由于在短軸方向上掃描要求非常小的狹縫或者甚至針孔，因此線形成光束的短軸 強(qiáng)度輪廓的測量比長軸測量更有挑戰(zhàn)性。小孔徑的熱膨脹比大孔徑的熱膨脹更明顯。由于 該原因，通常使用具有大衰減度或者甚至在激光闊值W下的攝像機(jī)進(jìn)行線形成光束的沿著 短軸的強(qiáng)度輪廓的測量。但是，如上所述，測量精度受到影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開的多個方面設(shè)及測量高強(qiáng)度光束的至少一個強(qiáng)度特性。示例強(qiáng)度特性包括 強(qiáng)度輪廓（作為至少一個空間坐標(biāo)的函數(shù)的功率/單位面積），整體或者總強(qiáng)度（功率/單 位面積）化及光功率（強(qiáng)度X面積）。在討論中，除非另作說明，詞語"功率"意味著"光 功率"。
[000引本公開的一個方面是測量光束的強(qiáng)度特性的方法。該方法包括；將光束引導(dǎo)到 包括由兩個透明板夾在中間的薄棱鏡的棱鏡組件中，其中薄棱鏡具有寬度d和全內(nèi)反射 (TIR)表面，其中全內(nèi)反射（TIR)表面具有面積；由TIR表面將光束的一部分反射到積分 球，同時光束的剩余部分通過兩個透明板透射到光束收集器化earn dump)時；檢測由積分 球捕獲的光束的一部分；W及根據(jù)檢測的光束確定光束的強(qiáng)度特性。
[0009] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中檢測由積分球捕獲的光束的一部分包 括測量光功率量，W及根據(jù)所檢測的光束確定光束的強(qiáng)度特性包括通過將測量的光功率量 除W TIR表面的面積W確定強(qiáng)度。
[0010] 本公開的另一個方面是如上所述方法，進(jìn)一步地包括在其中重復(fù)對光束的不同部 分測量強(qiáng)度的動作W確定光束的強(qiáng)度輪廓。
[0011] 本公開的另一個方面是如上所述方法，進(jìn)一步地包括相對于棱鏡組件平移光束W 針對光束的不同部分測量強(qiáng)度。
[0012] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中光束包括形成線圖像的線形成光束。
[0013] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中薄棱鏡的寬度d在0. 05 mm-1 mm的范 圍內(nèi)。
[0014] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中透明板具有基本上五邊形的形狀并且 薄棱鏡具有基本上梯形的形狀。
[0015] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中薄棱鏡具有輸入和輸出表面，所述輸 入和輸出表面被配置成使得光束W基本上直角通過輸入表面并且光束的反射部分W基本 上直角通過輸出表面。
[0016] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中薄棱鏡的輸入和輸出表面涂覆有抗反 射涂層。
[0017] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中薄棱鏡和透明板具有光透射表面并且 其中光透射表面涂覆有抗反射涂層。
[001引本公開的另一個方面是如上所述方法，其中將光束引導(dǎo)到棱鏡組件中包括使光束 聚焦，使得它基本上在TIR表面處聚焦。
[0019] 本公開的另一個方面是如上所述方法，其中光束具有在10 W與5 kw之間的光功 率量。
[0020] 本公開的另一個方面是用于測量光束的強(qiáng)度特性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：棱鏡組件， 布置為在輸入側(cè)處接收光束，棱鏡組件包括由兩個透明板夾在中間的薄棱鏡，其中薄棱鏡 具有寬度d和全內(nèi)反射（TIR)表面，其中TIR表面反射光束的一部分，由此限定光束的未反 射部分；鄰近棱鏡組件的第一輸出側(cè)布置積分球，用W接收光束的反射部分；鄰近棱鏡組 件的第二輸出側(cè)布置光束收集器并且布置為接收光束的未反射部分；光電檢測器，相對于 積分球可操作地布置并且適合于測量由積分球接收的光功率量W及生成表示測量的光功 率量的電檢測器信號；W及處理器，電連接至光電檢測器并且包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí) 現(xiàn)的指令，所述指令使得處理器確定光束的反射部分的強(qiáng)度特性。
[0021] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中TIR表面具有面積并且其中處理器通 過將所測量的光功率量除W TIR表面的面積來確定強(qiáng)度。
[0022] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中薄棱鏡的寬度d是在0.05 mm-1 mm的 范圍中的（即，0. 05 mm. 05《.1 mm)。
[0023] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括相對于光束可移動地支撐棱 鏡組件的可移動臺架。
[0024] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中透明板具有基本上五邊形的形狀并且 薄棱鏡具有基本上梯形的形狀。
[0025] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中薄棱鏡具有輸入和輸出表面，所述輸 入和輸出表面被配置為使得光束W基本上直角通過輸入表面并且光束的反射部分W基本 上直角通過輸出表面。
[0026] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中薄棱鏡和透明板具有光透射表面并且 其中光透射表面涂覆有抗反射涂層。
[0027] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中光束基本上在TIR表面處聚焦。
[002引本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括用于相對于棱鏡組件掃描光 束的裝置。
[0029] 本公開的另一個方面是如上所述系統(tǒng)，其中光束具有在100 W與5 kW之間的光功 率量。
[0030] 其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的詳細(xì)說明中闡明，通過閱讀本說明書，該些特征和優(yōu) 點(diǎn)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，或者也可W通過實(shí)踐書面說明書和權(quán)利要求 書W及附圖所描述的實(shí)施例認(rèn)識到該些特征和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，上述總體描述和隨后的詳 細(xì)說明僅僅是示例性的，并且旨在為理解權(quán)利要求的本質(zhì)和特征而提供概述和框架。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 包括附圖W便于進(jìn)一步的理解，并且附圖包含在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部 分。附圖示出了一個或多個實(shí)施例，并且與詳細(xì)說明一起用于解釋各種實(shí)施例的原理和操 作。正因如此，根據(jù)W下的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，將更加全面地理解本公開，其中：
[0032] 圖1A是根據(jù)本公開的光束強(qiáng)度測量系統(tǒng)的示例實(shí)施例的示意圖；
[0033] 圖1B是根據(jù)本公開的光束強(qiáng)度測量系統(tǒng)的另一個示例實(shí)施例的示意圖；
[0034] 圖2是示例線形成光束和其在圖像平面處形成的聚焦線圖像的近視圖；
[0035] 圖3A是示例棱鏡組件的分解視圖；
[0036] 圖3B是示例棱鏡組件的組裝視圖；
[0037] 圖4A是包括示例線形成光束的光線軌跡的棱鏡組件和由該棱鏡組件透射和反射 的線形成光束部分的視圖；
[003引圖4B是棱鏡組件的前端視圖，示出了在TIR棱鏡組件的前側(cè)的散焦線圖像；
[0039] 圖4C類似于圖4B并且示出了在TIR棱鏡組件的前側(cè)的旋轉(zhuǎn)和散焦線圖像；
[0040] 圖5A是TIR棱鏡組件的板的截面圖，圖不了光束的一部分如何透射過所述板；
[0041] 圖5B是TIR棱鏡組件的TIR棱鏡的截面圖，圖示了 TIR棱鏡的TIR表面如何反射 光束的另一部分；
[0042] 圖6A是由線形成光束形成的線圖像的示例強(qiáng)度輪廓；
[0043] 圖她類似于圖6A并且示出了由疊加在線圖像強(qiáng)度輪廓的一部分上的由TIR棱鏡 組件所限定的槽；
[0044] 圖7是針對不同的槽寬度值d的強(qiáng)度（相對單位）與x(mm)之間的曲線圖，W及 圖6A的線圖像的精確輪廓，其中槽傾斜角a =90°。
[0045] 圖8類似于圖6B并且示出了不同的槽尺寸和槽傾斜角a ;
[0046] 圖9A繪出了對于固定槽角a = 5度和不同槽寬度d的相對強(qiáng)度與Y(mm)之間的 曲線圖。
[0047] 圖9B繪出了對于固定縫寬d = 0. 25mm和不同的縫角a的相對強(qiáng)度與Y(mm)之間 的曲線圖。
[0048] 圖10A類似于圖8并且示出了在X方向上交替掃描方向的示例擬及
[0049] 圖10B是示出水平掃描結(jié)果、垂直掃描結(jié)果和精確強(qiáng)度分布的相對強(qiáng)度與 X ? tan(a )之間的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 現(xiàn)在詳細(xì)參考本公開的各種實(shí)施例，在附圖中示出了本公開的實(shí)施例的示例。在 可能的情況下，相同或者相似的附圖標(biāo)記和符號用于在所有附圖中指代相同或相似的部 件。附圖沒有必要按照比例繪制，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能認(rèn)識到在何處附圖已經(jīng)被簡 化W圖示本公開的關(guān)鍵方面。
[0051] 下面所述的權(quán)利要求并入本詳細(xì)說明并構(gòu)成本詳細(xì)說明的一部分。
[0化2] 在此提到的任何出版物或?qū)＠募娜抗_內(nèi)容W引用的方式并入本文。
[0化3] 為了參考的目的在一些圖中示出了笛卡爾坐標(biāo)，并且不意圖限制方向或取向。
[0054] 圖1A和圖1B是光束強(qiáng)度測量系統(tǒng)（"系統(tǒng)")10的兩個示例實(shí)施例的示意圖。系 統(tǒng)10被配置為接收和處理相對高強(qiáng)度或者高光功率的光束光束")22,例如具有至少10 W的光功率的光束并且在進(jìn)一步的示例中達(dá)5 kW的光功率的光束。
[0化5] 圖1A示出了如何能夠形成光束22的示例。光源12沿著光軸A1發(fā)射波長為入 的初始光束14。光源12可W包括發(fā)射高功率初始激光光束14的激光器（例如二極管激光 器），其中波長人額定在0. 8與1微米之間。光束形成光學(xué)系統(tǒng)20接收初始光束14并且 形成光束22 W用于給定應(yīng)用，例如激光退火或者其它類型的材料處理。
[0056] 在示例實(shí)施例中，如在圖2的近視圖中圖示的，光束22沿著長度（即，行進(jìn)方向） 具有一個位置，在該位置處光束22最窄，即，光束22在圖像平面IP處形成線圖像24。在圖 2中示出的示例中，光束22是在X軸方向上和Y軸方向上形成長度為L、寬度為W的線圖像 24的會聚光束或者聚焦光束。
[0057] 在下面的討論中，線形式的圖像（即，"線圖像24")作為非限制性示例來使用，W 有助于此處公開的系統(tǒng)和裝置的討論。當(dāng)初始光束14形成線圖像24時，其在此處被稱為 "線形成光束"。還可類似方式測量其它類型的光束和圖像（包括低強(qiáng)度光束和圖像） 或者其它形狀的光束和圖像。由于總體上來說避免了前述不利影響，因此此處公開的系統(tǒng) 和方法有利于高強(qiáng)度光束的強(qiáng)度的測量。
[0化8] 再次參考圖1A，系統(tǒng)10沿著光軸A1還可選地包括折疊鏡FM，該折疊鏡FM用來折 疊系統(tǒng)10 W限定第一折疊光軸A1'并且其使得系統(tǒng)10更緊湊。在示例中，折疊鏡FM是可 調(diào)節(jié)的，使得第一折疊光軸A1'延伸的方向也是可調(diào)節(jié)的。該為系統(tǒng)10能夠相對于光束22 的行進(jìn)方向定位提供了一定的靈活性。在示例中，折疊鏡FM被配置W在與光束22相關(guān)聯(lián) 的給定波長A或者給定波長帶A A上提供已知的反射量。為了方便起見，假設(shè)折疊鏡FM 僅引起光束22的最小衰減。
[0化9] 系統(tǒng)10包括沿著第一折疊光軸A1'的TIR棱鏡組件50,該TIR棱鏡組件50在圖3A 中的分解視圖和圖3B中的組裝視圖中示出。示例TIR棱鏡組件50具有五個側(cè)面52-56 (即， 基本上為五邊形）。TIR棱鏡組件50包括在示例中具有四個側(cè)面52B到55B (例如，基本上 為梯形）的薄平面TIR棱鏡51B。TIR棱鏡51B具有厚度山該厚度在示例中在0. 05 mm -1 mm的范圍中并且在另一示例中為0.25 mm-1 mm。TIR棱鏡51B夾在兩個板51A與51C 之間，該板51A與51C在示例中基本上對光束22透明。
[0060] 在示例中，TIR棱鏡51B化及板51A和51C由娃石組成。為了拋光和涂敷方便起 見，板51A和51C可W成型為類似于TIR棱鏡51B并且可W光學(xué)接觸或者粘合到TIR棱鏡 51B W形成TIR棱鏡組件50,從而消除了對粘合劑的需要，該粘合劑可能由于吸收一些光束 22而損壞TIR棱鏡組件50。
[0061] 在示例中，透明板51A和51C分別具有五個側(cè)面52A-56A和52C-56C。在示例中， 如在下面更詳細(xì)地描述，TIR棱鏡組件50被配置W使得TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表面限 定具有面積A的TIR棱鏡表面。該表面還限定了第二折疊光軸A1"。
[0062] 同樣在示例中，TIR棱鏡組件50被配置成使得側(cè)面52A、52B和52C位于側(cè)面52的 共同平面中。TIR組件50被布置成使得側(cè)面52限定輸入側(cè)，而側(cè)面54和55限定第一和第 二輸出側(cè)。在不例中，第一和第二輸出側(cè)54和55分別與折疊光軸A1"和A1'成直角。
[0063] 再次參考圖1A，系統(tǒng)10包括沿第一折疊光軸A1'鄰近第二輸出側(cè)55布置的光束 收集器80。系統(tǒng)10還包括沿第二折疊光軸A1"布置的光電檢測器系統(tǒng)70。在示例中，光 電檢測器系統(tǒng)70包括具有輸入孔徑72和內(nèi)部73的積分球71。光電檢測器74可操作地布 置W測量在積分球71的內(nèi)部73中的漫射光22D，并且作為響應(yīng)生成表示所檢測的漫射光 22D的電檢測器信號SD。
[0064] 圖1B是系統(tǒng)10的頂視圖，其中TIR棱鏡組件50如在圖1A中定位，并且進(jìn)一步圖 示了利用兩個積分球71 (表示為71A和71B)的實(shí)施例。積分球71A用于測量水平掃描的 結(jié)果，而積分球71B測量在垂直掃描期間全內(nèi)反射的光。對于垂直掃描，折疊鏡FM、TIR棱 鏡組件50和光束收集器80旋轉(zhuǎn)90度。該自動地將有用的全內(nèi)反射光重新引導(dǎo)到積分球 71B中，而積分球71A在該測量期間空閑。
[0065] 系統(tǒng)10還包括接收和處理電檢測器信號SD、SDa和SDe的處理器1〇〇( W計(jì)算機(jī)的 形式示出）。在示例中，處理器100包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的指令，該指令使處理器 100執(zhí)行如下所述的某些計(jì)算。
[0066] 操作方法
[0067] 在系統(tǒng)10的操作中，光束22由折疊鏡FM引導(dǎo)W在輸入側(cè)52入射到TIR棱鏡組 件50上，或者直接入射到TIR棱鏡組件50上。在光束22會聚的示例中，光束22向下聚焦 W在TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表面處形成線圖像24。因此，如在圖3B和圖4A中最清楚 地看出，在TIR棱鏡組件50的第二輸出側(cè)55和輸入側(cè)52形成散焦線圖像24'。該情形具 有在TIR棱鏡組件50的輸入和輸出側(cè)52和55減少能量密度的好處，該減少了損壞該些側(cè) 面52和55的可能性。
[0068] TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表面是成角度的W通過TIR表面反射光束22的相對小 的反射光束部分22B，從而使其沿著第二折疊光軸A1"行進(jìn)，并且在TIR棱鏡組件50的第一 輸出側(cè)面54穿過側(cè)面54B。反射光束部分22B中的光量由TIR棱鏡51B的寬度d來限定。 TIR棱鏡51B可W認(rèn)為是限定了使光束部分22B通過（在側(cè)面52B處）并且然后反射光束 部分22B (在TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表面處）的寬度為d的槽。
[0069] 為了測量光束22的強(qiáng)度輪廓，相對于TIR棱鏡組件50平移光束22 W對光束22 進(jìn)行多次測量直到采樣到期望量的光束22。該可W通過平移光束22 (箭頭AW1，圖4B)、平 移TIR棱鏡組件50 (箭頭AW2)或者進(jìn)行該些平移的組合來完成。另外，光束形成光學(xué)系統(tǒng) 20可W被配置成平移光束22,或者光源12可W被配置成平移初始光束14,并且從而平移光 束22。
[0070] 在示例中，可W相對于一個或多個光源12、光束形成光學(xué)系統(tǒng)20和TIR棱鏡組件 50可操作地布置可移動臺架120 W相對于TIR棱鏡組件50平移光束22。在其它示例中， 如圖4C所示，一個或多個可移動臺架120被用于相對于TIR棱鏡51B旋轉(zhuǎn)光束22,使得可 W采樣光束22的不同方位（如方位角a所指示的）。
[0071] 圖5A圖示了光束22的部分22A和22C怎樣直接穿過透明板51A和51C，而圖5B 則圖示了被TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表面反射的光束部分22B怎樣被引導(dǎo)出側(cè)面54B并 且經(jīng)由輸入孔徑72進(jìn)入到積分球71中。在示例實(shí)施例中，抗反射涂層AR用于透明板51A 和51C的側(cè)面52A、52C和55A、55C W及TIR棱鏡51B的側(cè)面52B和54B中的一個或多個上 W優(yōu)化光傳輸。
[0072] 強(qiáng)度計(jì)算
[0073] 圖6A將示例線圖像24示出為具有相同強(qiáng)度的等高線的二維強(qiáng)度分布（強(qiáng)度輪 廓）Ih= I (X，y)。長度L X和寬度W = L Y示出為對應(yīng)于大致基于第S最小強(qiáng)度等高線的矩 形近似（暗的虛線RA)。
[0074] 圖6B與圖6A類似，并且還示出了表示為55B的狹縫孔徑，因?yàn)槠溆蒚IR表面有效 地限定。狹縫孔徑55B WX-Y坐標(biāo)系中的位置（X，n)為中屯、并且相對于X軸傾斜a。穿 過縫隙孔徑55B透射的線圖像24中的光（或者更準(zhǔn)確地，由TIR棱鏡51B的側(cè)面55B的表 面反射的光）進(jìn)入在其中形成漫射光22D的積分球71。漫射光22D的一部分由光電檢測器 74來測量。
[0075] 測量的功率P由如下給出：
[0076]

【權(quán)利要求】
1. 一種測量光束的強(qiáng)度特性的方法，包括： 將所述光束引導(dǎo)到包括由兩個透明板夾在中間的薄棱鏡的棱鏡組件中，其中所述薄棱 鏡具有寬度d和全內(nèi)反射（TIR)表面，其中全內(nèi)反射TIR表面具有面積； 通過所述TIR表面將所述光束的一部分反射到積分球，同時將所述光束的剩余部分通 過所述兩個透明板透射到光束收集器； 檢測由所述積分球捕獲的光束的一部分；以及 根據(jù)檢測的光束確定所述光束的強(qiáng)度特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中檢測由所述積分球捕獲的光束的一部分包括測量 光功率量，以及根據(jù)檢測的光束確定所述光束的強(qiáng)度特性包括將測量的光功率量除以所述 TIR表面的所述面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，進(jìn)一步地包括在其中重復(fù)針對所述光束的不同部分測量 強(qiáng)度的動作以確定所述光束的強(qiáng)度輪廓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，進(jìn)一步地包括相對于所述棱鏡組件平移所述光束以針對 所述光束的不同部分測量強(qiáng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述光束包括形成線圖像的線形成光束。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述薄棱鏡的所述寬度d在0. 05 mm-1 mm的范圍 中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述透明板具有基本上五邊形的形狀并且所述薄棱 鏡具有基本上梯形的形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述薄棱鏡具有輸入和輸出表面，所述輸入和輸出 表面被配置成使得所述光束以基本上直角通過所述輸入表面并且所述光束的所述反射部 分以基本上直角通過所述輸出表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其中所述薄棱鏡的輸入和輸出表面涂覆有抗反射涂層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述薄棱鏡和透明板具有光透射表面，并且其中所 述光透射表面涂覆有抗反射涂層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中將所述光束引導(dǎo)到棱鏡組件中包括使所述光束聚 焦使得它基本上在所述TIR表面處聚焦。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述光束具有在10 W與5kW之間的光功率量。
13. -種用于測量光束的強(qiáng)度特性的系統(tǒng)，包括： 棱鏡組件，被布置為在輸入側(cè)接收所述光束，所述棱鏡組件包括由兩個透明板夾在中 間的薄棱鏡，其中所述薄棱鏡具有寬度d和全內(nèi)反射（TIR)表面，其中所述TIR表面反射所 述光束的一部分，因此限定所述光束的未反射部分； 積分球，被布置在鄰近所述棱鏡組件的第一輸出側(cè)以接收所述光束的反射部分； 光束收集器，被布置在鄰近所述棱鏡組件的第二輸出側(cè)并且被布置為接收所述光束的 未反射部分； 光電檢測器，相對于所述積分球可操作地布置并且適于測量由所述積分球接收的光功 率量以及生成表示所測量的光功率量的電檢測器信號；以及 處理器，電連接至所述光電檢測器并且包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的指令，所述指 令使得所述處理器確定所述光束的反射部分的強(qiáng)度特性。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述TIR表面具有面積，并且其中所述處理器通過 將所測量的光功率量除以TIR表面的面積來確定強(qiáng)度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述薄棱鏡的所述寬度d在0.05 mm-1 mm的范圍 中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括相對于所述光束可移動地支撐所述棱鏡 組件的可移動臺架。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述透明板具有基本上五邊形的形狀，并且所述 薄棱鏡具有基本上梯形的形狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述薄棱鏡具有輸入和輸出表面，所述輸入和輸 出表面被配置成使得所述光束以基本上直角通過所述輸入表面并且所述光束的反射部分 以基本上直角通過所述輸出表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述薄棱鏡和透明板具有光透射表面，并且其中 所述光透射表面涂覆有抗反射涂層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中所述光束基本上在所述TIR表面處聚焦。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括用于相對于所述棱鏡組件掃描所述光束 的裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其中所述光束具有在10 W與5kW之間的光功率量。
【文檔編號】G01J1/42GK104501946SQ201410364162
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】S·阿尼基謝威, D·蓋恩斯 申請人:超科技公司