JP2001013474A - 多波長レーザー変調光学系 - Google Patents
多波長レーザー変調光学系Info
- Publication number
- JP2001013474A JP2001013474A JP11180341A JP18034199A JP2001013474A JP 2001013474 A JP2001013474 A JP 2001013474A JP 11180341 A JP11180341 A JP 11180341A JP 18034199 A JP18034199 A JP 18034199A JP 2001013474 A JP2001013474 A JP 2001013474A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- light
- pair
- acousto
- chromatic dispersion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/04—Function characteristic wavelength independent
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/18—Function characteristic adaptive optics, e.g. wavefront correction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 音響光学変調器(ＡＯＭ)が持つ波長依存性に
よる影響を補正することができ、非点収差やコマ収差の
発生を防ぎ、プリズム等の素子の分散の誤差に対する許
容幅を広げること。 【解決手段】 複数のピーク波長で発光するレーザー光
源１からの光束を収束レンズ３により収束させ、ＡＯＭ
４により変調し、コリメートレンズ５により平行光とし
て、補正光学系６に入射させる。補正光学系６は、第
１，第２のプリズム６ａ，６ｂを、互いに分散が逆方向
となるよう配置して構成されている。第１，第２のプリ
ズム６ａ，６ｂは、レーザー光源１から発する２つの波
長λ1、λ2について、ＡＯＭ４による回折角度の違いに
よりずれた光路を一致させるよう設定されている。
よる影響を補正することができ、非点収差やコマ収差の
発生を防ぎ、プリズム等の素子の分散の誤差に対する許
容幅を広げること。 【解決手段】 複数のピーク波長で発光するレーザー光
源１からの光束を収束レンズ３により収束させ、ＡＯＭ
４により変調し、コリメートレンズ５により平行光とし
て、補正光学系６に入射させる。補正光学系６は、第
１，第２のプリズム６ａ，６ｂを、互いに分散が逆方向
となるよう配置して構成されている。第１，第２のプリ
ズム６ａ，６ｂは、レーザー光源１から発する２つの波
長λ1、λ2について、ＡＯＭ４による回折角度の違いに
よりずれた光路を一致させるよう設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザーフォト
プロッター等に利用される変調光学系であって、複数の
波長で発光する光源を用い、かつ、変調器として音響光
学素子(ＡＯＭ)を用いた多波長レーザー変調光学系に関
する。
プロッター等に利用される変調光学系であって、複数の
波長で発光する光源を用い、かつ、変調器として音響光
学素子(ＡＯＭ)を用いた多波長レーザー変調光学系に関
する。
【０００２】
【従来の技術】比較的大きな光量が要求されるレーザー
フォトプロッター等の装置では、光源としてガスレーザ
ーが用いられる。ガスレーザーは光のＯＮ／ＯＦＦを直
接変調することができないため、変調器を別途光路中に
設ける必要がある。ＡＯＭは、一般的な変調器の一つで
あり、超音波を入力することにより発生する媒質中の疎
密波により形成される回折格子を利用し、入力される超
音波のＯＮ−ＯＦＦにより光の方向を切り替え、非回折
光を遮り、回折光を変調された描画光として取り出す。
フォトプロッター等の装置では、光源としてガスレーザ
ーが用いられる。ガスレーザーは光のＯＮ／ＯＦＦを直
接変調することができないため、変調器を別途光路中に
設ける必要がある。ＡＯＭは、一般的な変調器の一つで
あり、超音波を入力することにより発生する媒質中の疎
密波により形成される回折格子を利用し、入力される超
音波のＯＮ−ＯＦＦにより光の方向を切り替え、非回折
光を遮り、回折光を変調された描画光として取り出す。
【０００３】しかしながら、ＡＯＭによる光の回折角
は、波長に比例して変化するため、光源が複数の発光波
長を持つ場合には、同一の角度でＡＯＭに入射したビー
ムであっても、射出角度が波長毎に異なり、光路がずれ
ることとなる。このため、ＡＯＭと露光対象面とが共役
関係にない場合には、本来露光対象面上で１つのスポッ
トとして形成されるべき光束が、異なる位置に複数のス
ポットを形成する。ＡＯＭと露光対象面とが共役関係に
ある場合には、ピントズレがなければスポットの位置ズ
レはないが、露光対象面に対する入射角度は異なるた
め、光学系の像面湾曲や機械的な誤差等によりピントが
外れると、ピントが外れた領域では各波長の光束により
形成されるスポットの位置が一致しなくなる。
は、波長に比例して変化するため、光源が複数の発光波
長を持つ場合には、同一の角度でＡＯＭに入射したビー
ムであっても、射出角度が波長毎に異なり、光路がずれ
ることとなる。このため、ＡＯＭと露光対象面とが共役
関係にない場合には、本来露光対象面上で１つのスポッ
トとして形成されるべき光束が、異なる位置に複数のス
ポットを形成する。ＡＯＭと露光対象面とが共役関係に
ある場合には、ピントズレがなければスポットの位置ズ
レはないが、露光対象面に対する入射角度は異なるた
め、光学系の像面湾曲や機械的な誤差等によりピントが
外れると、ピントが外れた領域では各波長の光束により
形成されるスポットの位置が一致しなくなる。
【０００４】このため、例えば、レーザーフォトプロッ
ター等の光源として用いられるアルゴンレーザーは、可
視域、紫外域で複数のピーク波長を持つが、ＡＯＭを変
調器として利用する場合にはその一つの波長しか使用し
得ず、エネルギーの利用効率を高めることができなかっ
た。
ター等の光源として用いられるアルゴンレーザーは、可
視域、紫外域で複数のピーク波長を持つが、ＡＯＭを変
調器として利用する場合にはその一つの波長しか使用し
得ず、エネルギーの利用効率を高めることができなかっ
た。
【０００５】このような不具合を回避するため、例えば
特開昭６１−１９３１３０号公報には、ＡＯＭの前後い
ずれか少なくとも一方に楔プリズムを配置し、この楔プ
リズムの分散とＡＯＭの分散とを相殺することにより、
波長が異なる複数の光束の光路を一致させるようにした
光学系が開示されている。
特開昭６１−１９３１３０号公報には、ＡＯＭの前後い
ずれか少なくとも一方に楔プリズムを配置し、この楔プ
リズムの分散とＡＯＭの分散とを相殺することにより、
波長が異なる複数の光束の光路を一致させるようにした
光学系が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に開示される光学系では、楔プリズムを発散光、あ
るいは収束光中に配置しているため、非点収差、コマ収
差が発生するという問題がある。
公報に開示される光学系では、楔プリズムを発散光、あ
るいは収束光中に配置しているため、非点収差、コマ収
差が発生するという問題がある。
【０００７】また、上記の光学系では、楔プリズムは、
ＡＯＭに入射する光束、あるいはＡＯＭから射出する光
束の角度を波長に応じて異ならせるように配置されてい
るため、波長が異なる複数の光束の光路を一致させるた
めには、楔プリズムの分散の誤差に対する許容幅が狭
く、加工に手間がかかるという問題がある。
ＡＯＭに入射する光束、あるいはＡＯＭから射出する光
束の角度を波長に応じて異ならせるように配置されてい
るため、波長が異なる複数の光束の光路を一致させるた
めには、楔プリズムの分散の誤差に対する許容幅が狭
く、加工に手間がかかるという問題がある。
【０００８】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ＡＯＭが持つ波長依存性に
よる影響を補正することができる多波長レーザー変調光
学系において、非点収差やコマ収差の発生を防ぎ、補正
光学系を構成するプリズム等の素子の分散の誤差に対す
る許容幅を広げ、加工を容易にすることを目的とする。
鑑みてなされたものであり、ＡＯＭが持つ波長依存性に
よる影響を補正することができる多波長レーザー変調光
学系において、非点収差やコマ収差の発生を防ぎ、補正
光学系を構成するプリズム等の素子の分散の誤差に対す
る許容幅を広げ、加工を容易にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる多波長
レーザー変調光学系は、上記の目的を達成させるため、
音響光学変調器の入射側、あるいは射出側の少なくとも
一方で光束がほぼ平行光となる位置に、レーザー光源の
少なくとも２つのピーク波長について、音響光学変調器
による回折角度の違いによる光路のズレを補正する補正
光学系を配置したことを特徴とする。
レーザー変調光学系は、上記の目的を達成させるため、
音響光学変調器の入射側、あるいは射出側の少なくとも
一方で光束がほぼ平行光となる位置に、レーザー光源の
少なくとも２つのピーク波長について、音響光学変調器
による回折角度の違いによる光路のズレを補正する補正
光学系を配置したことを特徴とする。
【００１０】すなわち、この発明の多波長レーザー変調
光学系は、複数のピーク波長で発光するレーザー光源
と、入力される超音波のＯＮ−ＯＦＦにより光の方向を
切り替え、回折光を変調光として取り出す音響光学変調
器と、前記の補正光学系とを備える。この補正光学系
は、入射側、すなわちレーザー光源と音響光学変調器と
の間の光路中、あるいは、射出側、すなわち音響光学変
調器から導かれる光束の光路中の少なくとも一方で光束
がほぼ平行光となる位置に所定の間隔で配置された各一
対の色分散素子により構成される。各色分散素子は、そ
れぞれが所定の分散を持ちパワーを持たない。
光学系は、複数のピーク波長で発光するレーザー光源
と、入力される超音波のＯＮ−ＯＦＦにより光の方向を
切り替え、回折光を変調光として取り出す音響光学変調
器と、前記の補正光学系とを備える。この補正光学系
は、入射側、すなわちレーザー光源と音響光学変調器と
の間の光路中、あるいは、射出側、すなわち音響光学変
調器から導かれる光束の光路中の少なくとも一方で光束
がほぼ平行光となる位置に所定の間隔で配置された各一
対の色分散素子により構成される。各色分散素子は、そ
れぞれが所定の分散を持ちパワーを持たない。
【００１１】上記の構成によれば、レーザー光源から発
した少なくとも２つのピーク波長の光束については、音
響光学変調器による回折角度の違いによる光路のズレが
補正光学系により補正され、これらの光束の光路を一致
させることができる。したがって、この発明の多波長レ
ーザー変調光学系をレーザー描画装置に適用すれば、レ
ーザー光源から発する複数のピーク波長の光束を利用す
ることができ、エネルギー効率を高めることができる。
した少なくとも２つのピーク波長の光束については、音
響光学変調器による回折角度の違いによる光路のズレが
補正光学系により補正され、これらの光束の光路を一致
させることができる。したがって、この発明の多波長レ
ーザー変調光学系をレーザー描画装置に適用すれば、レ
ーザー光源から発する複数のピーク波長の光束を利用す
ることができ、エネルギー効率を高めることができる。
【００１２】色分散素子としては、楔プリズム、あるい
は回折格子を利用することができる。いずれの場合に
も、一対の素子を分散が逆方向となるよう対向させて配
置する。一対の色分散素子は、レーザー光源と前記音響
光学変調器との間の光路中にのみ配置してもよいし、音
響光学変調器から導かれる光束の光路中にのみ配置して
もよく、さらには、これらの両方に一対づつ配置しても
よい。
は回折格子を利用することができる。いずれの場合に
も、一対の素子を分散が逆方向となるよう対向させて配
置する。一対の色分散素子は、レーザー光源と前記音響
光学変調器との間の光路中にのみ配置してもよいし、音
響光学変調器から導かれる光束の光路中にのみ配置して
もよく、さらには、これらの両方に一対づつ配置しても
よい。
【００１３】なお、対をなす色分散素子は、両方が楔プ
リズムであっても、両方が回折格子であっても、あるい
は楔プリズムと回折格子との組み合わせであってもよ
い。また、色分散素子の製造誤差の許容範囲を広げるた
め、対をなす色分散素子の間隔を可変にしてもよい。
リズムであっても、両方が回折格子であっても、あるい
は楔プリズムと回折格子との組み合わせであってもよ
い。また、色分散素子の製造誤差の許容範囲を広げるた
め、対をなす色分散素子の間隔を可変にしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる多波長レ
ーザー変調光学系の実施形態を説明する。図１はこの発
明の多波長レーザー変調光学系を走査光学系に適用した
実施形態を示す説明図、図２は発明の原理を示す図１の
一部拡大図である。まず、図１に基づいて実施形態の構
成を説明した後、図２にしたがって発明の原理を説明す
る。
ーザー変調光学系の実施形態を説明する。図１はこの発
明の多波長レーザー変調光学系を走査光学系に適用した
実施形態を示す説明図、図２は発明の原理を示す図１の
一部拡大図である。まず、図１に基づいて実施形態の構
成を説明した後、図２にしたがって発明の原理を説明す
る。
【００１５】実施形態の走査光学系は、図１に示すよう
に、図中左側から順に、レーザー光源１、ビームエクス
パンダー２、収束レンズ３、音響光学変調器(ＡＯＭ)
４、コリメートレンズ５、補正光学系６、偏向器として
のポリゴンミラー７、走査レンズであるｆθレンズ８が
配列して構成されている。符号９は、露光対象面であ
る。
に、図中左側から順に、レーザー光源１、ビームエクス
パンダー２、収束レンズ３、音響光学変調器(ＡＯＭ)
４、コリメートレンズ５、補正光学系６、偏向器として
のポリゴンミラー７、走査レンズであるｆθレンズ８が
配列して構成されている。符号９は、露光対象面であ
る。
【００１６】レーザー光源１は、複数のピーク波長で発
光するアルゴンレーザー等のガスレーザーであり、この
レーザー光源１から発した光束はビームエクスパンダー
２により光束径が調整される。ビームエクスパンダー２
からの平行光束は、収束レンズ３により収束光とされ、
収束レンズ３のほぼ焦点位置に配置されたＡＯＭ４に入
射して変調される。ＡＯＭ４は、入力される超音波のＯ
Ｎ−ＯＦＦにより光の方向を切り替え、回折光を通過さ
せ、非回折光を図示しない遮光板で遮ることにより回折
光のみを変調光として取り出す。
光するアルゴンレーザー等のガスレーザーであり、この
レーザー光源１から発した光束はビームエクスパンダー
２により光束径が調整される。ビームエクスパンダー２
からの平行光束は、収束レンズ３により収束光とされ、
収束レンズ３のほぼ焦点位置に配置されたＡＯＭ４に入
射して変調される。ＡＯＭ４は、入力される超音波のＯ
Ｎ−ＯＦＦにより光の方向を切り替え、回折光を通過さ
せ、非回折光を図示しない遮光板で遮ることにより回折
光のみを変調光として取り出す。
【００１７】変調された光束は、コリメートレンズ５に
より平行光とされ、補正光学系６に入射する。補正光学
系６は、所定の分散を持ちパワーを持たない一対の色分
散素子、この例では第１，第２のプリズム６ａ，６ｂか
ら構成されている。これらのプリズム６ａ，６ｂは、互
いに分散が逆方向となるよう、頂点を互いに逆方向に向
けて所定の間隔で配置されている。第１，第２のプリズ
ム６ａ，６ｂは、レーザー光源１から発する２つの波長
λ1、λ2について、ＡＯＭ４による回折角度の違いによ
りずれた光路を一致させるよう設定されている。このよ
うな設定の具体例については後述する。
より平行光とされ、補正光学系６に入射する。補正光学
系６は、所定の分散を持ちパワーを持たない一対の色分
散素子、この例では第１，第２のプリズム６ａ，６ｂか
ら構成されている。これらのプリズム６ａ，６ｂは、互
いに分散が逆方向となるよう、頂点を互いに逆方向に向
けて所定の間隔で配置されている。第１，第２のプリズ
ム６ａ，６ｂは、レーザー光源１から発する２つの波長
λ1、λ2について、ＡＯＭ４による回折角度の違いによ
りずれた光路を一致させるよう設定されている。このよ
うな設定の具体例については後述する。
【００１８】補正光学系６を経た光束は、ポリゴンミラ
ー７に入射し、このポリゴンミラー７の回転に伴って反
射、偏向される。偏向された光束は、ｆθレンズ８を介
して露光対象面９上に主走査方向に走査するビームスポ
ットを形成する。
ー７に入射し、このポリゴンミラー７の回転に伴って反
射、偏向される。偏向された光束は、ｆθレンズ８を介
して露光対象面９上に主走査方向に走査するビームスポ
ットを形成する。
【００１９】続いて、図２に基づいて補正光学系６の詳
細について説明する。第１のプリズム６ａ、第２のプリ
ズム６ｂは、同種の硝材により形成された同一形状の楔
プリズムであり、第１のプリズム６ａは頂点を図中下向
きに、第２のプリズム６ｂは頂点を図中上向きにしてコ
リメートレンズ５の後段に順に配置されている。
細について説明する。第１のプリズム６ａ、第２のプリ
ズム６ｂは、同種の硝材により形成された同一形状の楔
プリズムであり、第１のプリズム６ａは頂点を図中下向
きに、第２のプリズム６ｂは頂点を図中上向きにしてコ
リメートレンズ５の後段に順に配置されている。
【００２０】収束レンズ３により収束光となり、ＡＯＭ
４により回折された光は、ＡＯＭ４の回折角度の波長依
存性により、波長λ1の光は図中実線で示したように、
波長λ2の光は破線で示したように、それぞれ異なる角
度でＡＯＭ４から射出する。これら各波長の光束は、コ
リメートレンズ５により平行光となるが、第１の波長λ
1の光路は、第２の波長λ2の光路に対して平行にシフト
している。なお、図面では、説明を簡単にするため、Ａ
ＯＭ４の波長依存性による回折角の差のみを示す。この
ため、ＡＯＭ４に対する入射光とＡＯＭ４からの射出光
とが一直線上に描かれているが、実際には回折光を描画
光として用いるため、入射光と射出光とは所定の角度を
持つ。
４により回折された光は、ＡＯＭ４の回折角度の波長依
存性により、波長λ1の光は図中実線で示したように、
波長λ2の光は破線で示したように、それぞれ異なる角
度でＡＯＭ４から射出する。これら各波長の光束は、コ
リメートレンズ５により平行光となるが、第１の波長λ
1の光路は、第２の波長λ2の光路に対して平行にシフト
している。なお、図面では、説明を簡単にするため、Ａ
ＯＭ４の波長依存性による回折角の差のみを示す。この
ため、ＡＯＭ４に対する入射光とＡＯＭ４からの射出光
とが一直線上に描かれているが、実際には回折光を描画
光として用いるため、入射光と射出光とは所定の角度を
持つ。
【００２１】補正光学系６は、このような波長の違いに
よる光路の平行なズレを補正し、これらを一致させる機
能を有している。すなわち、コリメートレンズ５から導
かれる２つの波長の光束は、第１のプリズム６ａにより
図中上側に屈折されるが、その屈折角度はプリズムの分
散により異なる値となる。例えば、この例では、波長λ
1の光束の屈折角αが、波長λ2の光束の屈折角βより大
きくなるものとする。このような設定によると、波長が
異なる２つの光束は第１のプリズム６ａからの距離が大
きくなるにしたがって近接し、所定の位置で一致し、そ
れより距離が大きくなると、再び離反する。この２つの
光束が一致する位置に、第２のプリズム６ｂが配置され
ている。
よる光路の平行なズレを補正し、これらを一致させる機
能を有している。すなわち、コリメートレンズ５から導
かれる２つの波長の光束は、第１のプリズム６ａにより
図中上側に屈折されるが、その屈折角度はプリズムの分
散により異なる値となる。例えば、この例では、波長λ
1の光束の屈折角αが、波長λ2の光束の屈折角βより大
きくなるものとする。このような設定によると、波長が
異なる２つの光束は第１のプリズム６ａからの距離が大
きくなるにしたがって近接し、所定の位置で一致し、そ
れより距離が大きくなると、再び離反する。この２つの
光束が一致する位置に、第２のプリズム６ｂが配置され
ている。
【００２２】第２のプリズム６ｂは、再び異なる波長の
光束を屈折させるが、頂点が第１のプリズム６ａとは逆
方向となるよう配置されているため、波長λ1の光束の
屈折角は−α、波長λ2の光束の屈折角は−βとなり、
いずれの光束も第１のプリズム６ａへの入射時と等しい
方向に揃えられる。したがって、第１のプリズム６ａへ
の入射時に存在した２つの波長の光束の平行なシフト
は、第２のプリズム６ｂへの入射時には解消され、か
つ、第１のプリズム６ａを射出した時点で存在した２つ
の波長の光束の角度ズレは、第２のプリズム６ｂからの
射出時には解消されている。これにより、２つの波長の
光束の光路を一致させることができ、これらの光束を単
一の光束としてポリゴンミラー７へ入射させることがで
きる。
光束を屈折させるが、頂点が第１のプリズム６ａとは逆
方向となるよう配置されているため、波長λ1の光束の
屈折角は−α、波長λ2の光束の屈折角は−βとなり、
いずれの光束も第１のプリズム６ａへの入射時と等しい
方向に揃えられる。したがって、第１のプリズム６ａへ
の入射時に存在した２つの波長の光束の平行なシフト
は、第２のプリズム６ｂへの入射時には解消され、か
つ、第１のプリズム６ａを射出した時点で存在した２つ
の波長の光束の角度ズレは、第２のプリズム６ｂからの
射出時には解消されている。これにより、２つの波長の
光束の光路を一致させることができ、これらの光束を単
一の光束としてポリゴンミラー７へ入射させることがで
きる。
【００２３】なお、補正光学系６は光束が平行となる位
置に設けられているため、コマ収差や非点収差を発生さ
せない。また、一対のプリズムによりＡＯＭ４から射出
する光束の光路を平行にシフトさせ、そのシフト量を波
長に応じて変化させるようにしているため、単一のプリ
ズムで光束の角度自体を波長に応じて変化させる場合と
比較して、色分散素子の間隔を調整することでシフト量
を調整でき、色分散素子の分散の誤差による影響が小さ
く、分散誤差に対する許容幅を広くして色分散素子の加
工を容易にすることができる。
置に設けられているため、コマ収差や非点収差を発生さ
せない。また、一対のプリズムによりＡＯＭ４から射出
する光束の光路を平行にシフトさせ、そのシフト量を波
長に応じて変化させるようにしているため、単一のプリ
ズムで光束の角度自体を波長に応じて変化させる場合と
比較して、色分散素子の間隔を調整することでシフト量
を調整でき、色分散素子の分散の誤差による影響が小さ
く、分散誤差に対する許容幅を広くして色分散素子の加
工を容易にすることができる。
【００２４】補正光学系６による色補正効果は、ＡＯＭ
４の有する色分散特性、使用するレーザー光源１のピー
ク波長に応じ、プリズムを構成する硝材の分散、プリズ
ムの頂角、プリズム間の距離を適宜設定することにより
得られる。特に、プリズム間の距離を可変にすれば、色
分散素子に設計誤差が含まれる場合にも、容易に色補正
効果を微調整することができる。
４の有する色分散特性、使用するレーザー光源１のピー
ク波長に応じ、プリズムを構成する硝材の分散、プリズ
ムの頂角、プリズム間の距離を適宜設定することにより
得られる。特に、プリズム間の距離を可変にすれば、色
分散素子に設計誤差が含まれる場合にも、容易に色補正
効果を微調整することができる。
【００２５】補正光学系の配置位置は、ＡＯＭ４の射出
側のみには限られない。例えば、図３(Ａ)に示すように
ＡＯＭ４の入射側に一対のプリズム６ｃ，６ｄから構成
される補正光学系６’を配置してもよいし、図３(Ｂ)に
示すように、入射側に一対のプリズム６ｃ，６ｄから構
成される補正光学系６’を配置すると共に、射出側に一
対のプリズム６ａ，６ｂから構成される補正光学系６を
配置してもよい。
側のみには限られない。例えば、図３(Ａ)に示すように
ＡＯＭ４の入射側に一対のプリズム６ｃ，６ｄから構成
される補正光学系６’を配置してもよいし、図３(Ｂ)に
示すように、入射側に一対のプリズム６ｃ，６ｄから構
成される補正光学系６’を配置すると共に、射出側に一
対のプリズム６ａ，６ｂから構成される補正光学系６を
配置してもよい。
【００２６】また、補正光学系を構成する色分散素子と
してとは、上記のプリズムのみでなく、回折格子を用い
ることも可能である。その場合にも、一対の回折格子を
分散が逆方向となるよう対向して配置する。
してとは、上記のプリズムのみでなく、回折格子を用い
ることも可能である。その場合にも、一対の回折格子を
分散が逆方向となるよう対向して配置する。
【００２７】次に、上記の実施形態の補正光学系の具体
的な数値構成例について説明する。ＡＯＭ４の回折角θ
(rad.)は、超音波の周波数をｆ(Hz)、超音波の伝搬速度
をｖ(m/s)、入射する光の波長をλ(nm)とすると、 θ＝λ・ｆ／ｖ で表される。また、描画用に用いられるレーザー光源１
からの２つのピーク波長をλ1、λ2とすると、これら２
波長の回折角の差Δθは、 Δθ＝(λ2−λ1)・ｆ／ｖ ＝Δλ・ｆ／ｖ となる。
的な数値構成例について説明する。ＡＯＭ４の回折角θ
(rad.)は、超音波の周波数をｆ(Hz)、超音波の伝搬速度
をｖ(m/s)、入射する光の波長をλ(nm)とすると、 θ＝λ・ｆ／ｖ で表される。また、描画用に用いられるレーザー光源１
からの２つのピーク波長をλ1、λ2とすると、これら２
波長の回折角の差Δθは、 Δθ＝(λ2−λ1)・ｆ／ｖ ＝Δλ・ｆ／ｖ となる。
【００２８】ここでは、レーザー光源１としてアルゴン
レーザーを用い、そのピーク波長のうち、第１の波長λ
1として４８８ｎｍ、第２の波長λ2として５１５ｎｍの
２波長を利用する。また、ＡＯＭ４の媒質としてＴｅＯ
2(ｖ＝４２６０ｍ／ｓ)を使用し、搬送波として入力さ
れる超音波の周波数を２００ＭＨｚとする。この場合、
一次回折光の角度差Δθは、 Δθ＝０．００１２７ｒａｄ． となる。
レーザーを用い、そのピーク波長のうち、第１の波長λ
1として４８８ｎｍ、第２の波長λ2として５１５ｎｍの
２波長を利用する。また、ＡＯＭ４の媒質としてＴｅＯ
2(ｖ＝４２６０ｍ／ｓ)を使用し、搬送波として入力さ
れる超音波の周波数を２００ＭＨｚとする。この場合、
一次回折光の角度差Δθは、 Δθ＝０．００１２７ｒａｄ． となる。
【００２９】これを図４(Ａ)に示すように焦点距離１２
０ｍｍのコリメートレンズ５により平行光にすると、２
つの波長の光束のズレ量は０．１５２ｍｍとなる。この
ズレを補正して光路を一致させるため、一対のプリズム
６ａ，６ｂを図４(Ｂ)に示すように分散が逆方向となる
ように配置する。 頂角 ３０゜ 媒質 ＢＫ７ (ｎd＝１．５１６３３，νd＝６４．１) 間隔 ８３．４ｍｍ 一対のプリズム６ａ，６ｂをこのように配置すると、２
つの波長λ1，λ2の光路シフト量の差は０．１５２ｍｍ
となり、ＡＯＭの分散により異なる角度で射出した２つ
の波長λ1，λ2の光路を一致させることができる。
０ｍｍのコリメートレンズ５により平行光にすると、２
つの波長の光束のズレ量は０．１５２ｍｍとなる。この
ズレを補正して光路を一致させるため、一対のプリズム
６ａ，６ｂを図４(Ｂ)に示すように分散が逆方向となる
ように配置する。 頂角 ３０゜ 媒質 ＢＫ７ (ｎd＝１．５１６３３，νd＝６４．１) 間隔 ８３．４ｍｍ 一対のプリズム６ａ，６ｂをこのように配置すると、２
つの波長λ1，λ2の光路シフト量の差は０．１５２ｍｍ
となり、ＡＯＭの分散により異なる角度で射出した２つ
の波長λ1，λ2の光路を一致させることができる。
【００３０】図４(Ｃ)は、色分散素子として楔プリズム
に代えて回折格子１０ａ，１０ｂにより補正光学系１０
を構成した例である。格子のピッチが２１．３μmの２
枚の同一の回折格子を分散が逆方向となるように１２０
ｍｍの間隔で配置することにより、図４(Ｂ)の楔プリズ
ムを用いた場合と同様に、２つの波長λ1，λ2の光路シ
フト量の差を０．１５２ｍｍとすることができる。
に代えて回折格子１０ａ，１０ｂにより補正光学系１０
を構成した例である。格子のピッチが２１．３μmの２
枚の同一の回折格子を分散が逆方向となるように１２０
ｍｍの間隔で配置することにより、図４(Ｂ)の楔プリズ
ムを用いた場合と同様に、２つの波長λ1，λ2の光路シ
フト量の差を０．１５２ｍｍとすることができる。
【００３１】なお、色分散素子として回折格子を用いた
場合には、波長の変化と光路シフト量とをリニアに保つ
ことができるため、上記の２波長λ1，λ2のみでなく、
他の波長についても光路を一致させることができる。一
方、楔プリズムを利用した場合には、ガラスの分散が波
長に対してリニアには対応しないため、光路を一致させ
ることができるのは厳密には上記の２波長λ1，λ2のみ
である。ただし、実用上は他の波長についても光路をほ
ぼ一致させることができる。
場合には、波長の変化と光路シフト量とをリニアに保つ
ことができるため、上記の２波長λ1，λ2のみでなく、
他の波長についても光路を一致させることができる。一
方、楔プリズムを利用した場合には、ガラスの分散が波
長に対してリニアには対応しないため、光路を一致させ
ることができるのは厳密には上記の２波長λ1，λ2のみ
である。ただし、実用上は他の波長についても光路をほ
ぼ一致させることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、補正光学系によりＡＯＭが持つ波長依存性による影
響を補正することができ、その結果、レーザー光源から
発する複数のピーク波長の光束を利用しても形成される
各波長のスポットの位置を一致させることができ、エネ
ルギーの利用効率を高めることができる。
ば、補正光学系によりＡＯＭが持つ波長依存性による影
響を補正することができ、その結果、レーザー光源から
発する複数のピーク波長の光束を利用しても形成される
各波長のスポットの位置を一致させることができ、エネ
ルギーの利用効率を高めることができる。
【００３３】また、補正光学系が平行光中に配置されて
いるため、非点収差、コマ収差が発生せず、変調光学系
が適用される光学系全体の性能劣化を防ぐことができ
る。
いるため、非点収差、コマ収差が発生せず、変調光学系
が適用される光学系全体の性能劣化を防ぐことができ
る。
【００３４】さらに、この発明の光学系では、補正光学
系が一対の色分散素子により構成され、ＡＯＭに入射す
る光束、あるいはＡＯＭから射出する光束の光路を平行
にシフトさせ、そのシフト量を波長に応じて変化させる
ようにしているため、光束の角度を波長に応じて変化さ
せる場合と比較して、色分散素子の分散の誤差による影
響が小さく、分散誤差に対する許容幅を広くして色分散
素子の加工を容易にすることができる。
系が一対の色分散素子により構成され、ＡＯＭに入射す
る光束、あるいはＡＯＭから射出する光束の光路を平行
にシフトさせ、そのシフト量を波長に応じて変化させる
ようにしているため、光束の角度を波長に応じて変化さ
せる場合と比較して、色分散素子の分散の誤差による影
響が小さく、分散誤差に対する許容幅を広くして色分散
素子の加工を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の多波長レーザー変調光学系が適用
された走査光学系の全体構成を示す説明図。
された走査光学系の全体構成を示す説明図。
【図２】 発明の原理を示す図１の一部拡大図。
【図３】 図２に示した補正光学系の配置の変形例を示
す説明図。
す説明図。
【図４】 補正光学系の具体的な数値構成を示す説明
図。
図。
１ レーザー光源 ２ ビームエクスパンダー ３ 収束レンズ ４ ＡＯＭ ５ コリメートレンズ ６ 補正光学系 ６ａ 第１のプリズム ６ｂ 第２のプリズム ７ ポリゴンミラー ８ ｆθレンズ ９ 露光対象面
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のピーク波長で発光するレーザー光
源と、 入力される超音波のＯＮ−ＯＦＦにより光の方向を切り
替え、回折光を変調光として取り出す音響光学変調器
と、 前記レーザー光源の少なくとも２つのピーク波長につい
て、前記音響光学変調器による回折角度の違いによる光
路のズレを補正する補正光学系とを備え、 前記補正光学系は、前記音響光学変調器の入射側、ある
いは、射出側の少なくとも一方で光束がほぼ平行光とな
る位置に所定の間隔で配置された各一対の色分散素子に
より構成され、前記各色分散素子は、それぞれが所定の
分散を持ちパワーを持たないことを特徴とする多波長レ
ーザー変調光学系。 - 【請求項２】 前記色分散素子は楔プリズムであり、少
なくとも一対の楔プリズムが、分散が逆方向となるよう
対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記
載の多波長レーザー変調光学系。 - 【請求項３】 前記色分散素子は回折格子であり、少な
くとも一対の回折格子が、分散が逆方向となるよう対向
して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
多波長レーザー変調光学系。 - 【請求項４】 前記補正光学系は、前記音響光学変調器
の入射側にのみ配置された一対の前記色分散素子により
構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の多波長レーザー変調光学系。 - 【請求項５】 前記補正光学系は、前記音響光学変調器
の射出側にのみ配置された一対の前記色分散素子により
構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の多波長レーザー変調光学系。 - 【請求項６】 前記補正光学系は、前記音響光学変調器
の入射に配置された一対の前記色分散素子と、前記音響
光学変調器の射出側に配置された一対の前記色分散素子
とにより構成されることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の多波長レーザー変調光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18034199A JP3527664B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 多波長レーザー変調光学系 |
| US09/602,021 US6288831B1 (en) | 1999-06-25 | 2000-06-23 | Laser modulating optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18034199A JP3527664B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 多波長レーザー変調光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001013474A true JP2001013474A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3527664B2 JP3527664B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16081540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18034199A Expired - Fee Related JP3527664B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 多波長レーザー変調光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6288831B1 (ja) |
| JP (1) | JP3527664B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541187A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | エクステラス インコーポレイテッド | 単極光学波長セレクタ |
| JP2022544187A (ja) * | 2019-08-09 | 2022-10-17 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 計測デバイスおよびそのための位相変調装置 |
| US11803130B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-10-31 | Asml Netherlands B.V. | Phase modulators in alignment to decrease mark size |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555781B2 (en) * | 1999-05-10 | 2003-04-29 | Nanyang Technological University | Ultrashort pulsed laser micromachining/submicromachining using an acoustooptic scanning device with dispersion compensation |
| DE10062683A1 (de) * | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Heidelberger Druckmasch Ag | Mehrstrahl-Abtastvorrichtung |
| DE102007011561B4 (de) * | 2007-03-02 | 2016-03-17 | Seereal Technologies S.A. | Einrichtung zur Korrektur der Wellenlängenabhängigkeit in beugungsbasierten optischen Systemen |
| DE102007011560A1 (de) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Seereal Technologies S.A. | Vorrichtung zur Minimierung der verbeugungsbedingten Dispersion in Lichtmodulatoren |
| US20080297912A1 (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Electro Scientific Industries, Inc., An Oregon Corporation | Vario-astigmatic beam expander |
| JP2021086072A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 補正用光学部材及びヘッドマウントディスプレイ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61193130A (ja) | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 光ビ−ム偏向装置 |
| US4971413A (en) | 1987-05-13 | 1990-11-20 | Nikon Corporation | Laser beam depicting apparatus |
| US5128798A (en) * | 1991-02-07 | 1992-07-07 | International Business Machines Corporation | Addressable wedge etalon filter |
| JPH1062702A (ja) | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Asahi Optical Co Ltd | ラスターデータ描画装置 |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP18034199A patent/JP3527664B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-23 US US09/602,021 patent/US6288831B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541187A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | エクステラス インコーポレイテッド | 単極光学波長セレクタ |
| JP2022544187A (ja) * | 2019-08-09 | 2022-10-17 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 計測デバイスおよびそのための位相変調装置 |
| US11803130B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-10-31 | Asml Netherlands B.V. | Phase modulators in alignment to decrease mark size |
| US11815675B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-11-14 | Asml Netherlands B.V. | Metrology device and phase modulator apparatus therefor comprising a first moving grating and a first compensatory grating element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3527664B2 (ja) | 2004-05-17 |
| US6288831B1 (en) | 2001-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6567584B2 (en) | Illumination system for one-dimensional spatial light modulators employing multiple light sources | |
| JP5697086B2 (ja) | 広帯域幅レーザーを用いたスペクトルビーム結合 | |
| KR20080023177A (ko) | 1차원 조명 장치 및 영상 발생 장치 | |
| US11294192B2 (en) | Optically monolithic beam shaper array with compact tiles | |
| US11681152B2 (en) | Coherent beam combining (CBC) fiber laser amplifier system | |
| US11681151B2 (en) | Hybrid coherent beam combining (CBC) and spectral beam combining (SBC) fiber laser amplifier system | |
| US7355797B2 (en) | Color display device using separate diffracted light and illumination light | |
| US20220385018A1 (en) | Spectrally combined fiber laser amplifier system and method | |
| US20240059600A1 (en) | System for fabricating an optical element | |
| JP3527664B2 (ja) | 多波長レーザー変調光学系 | |
| JP2017194547A (ja) | ホログラフィック光学素子の製造方法及び露光光学装置 | |
| JP3965504B2 (ja) | マルチビーム光学系 | |
| JP3718397B2 (ja) | マルチビーム光学系 | |
| US7375868B2 (en) | Image scanning apparatus | |
| US7377653B2 (en) | Color display apparatus having virtual single light origin | |
| JP4324644B2 (ja) | 多波長レーザー光学系 | |
| JPS61193130A (ja) | 光ビ−ム偏向装置 | |
| JP3564004B2 (ja) | 多波長レーザー光学系 | |
| JP2003262810A (ja) | 露光装置 | |
| JP4984537B2 (ja) | 外部共振器型波長可変光源 | |
| JP7507235B2 (ja) | 小型タイルを伴うコヒーレント光学モノリシックフェーズドアレイを含むハイブリッドの分光的およびコヒーレントに結合されたファイバレーザ増幅器システム | |
| JP3924711B2 (ja) | マルチビーム光学系 | |
| JP3992890B2 (ja) | マルチビーム光学系 | |
| JP2589799B2 (ja) | レーザ光学系 | |
| JP2001194602A (ja) | マルチビーム走査光学系 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |