JP2012159749A - Bessel beam generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非回折性ビームの一種であるベッセルビームに関し、特に、ベッセルビーム発生装置に関する。 The present invention relates to a Bessel beam which is a kind of non-diffractive beam, and more particularly to a Bessel beam generator.
近年は、加工用や顕微鏡用に有用な焦点深度の深いビームが求められており、これに適したビームを発生させる装置として、ベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生装置が開発されている(特許文献1参照)。 In recent years, there has been a demand for a beam having a deep focal depth that is useful for processing and a microscope, and a Bessel beam generator that generates a Bessel beam has been developed as a device that generates a beam suitable for this (Patent Document) 1).
しかしながら、従来のベッセルビーム発生装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメータレンズ等により平行光として空間伝播させ、これを円錐状のアキシコンプリズムに入射してベッセルビームを発生させるものであった。 However, the conventional Bessel beam generator is configured to propagate a laser beam emitted from a laser light source as parallel light by a collimator lens or the like and to enter a conical axicon prism to generate a Bessel beam. It was.
このため、従来のベッセルビーム発生装置では、平行光を得るためのコリメーション調整やレーザ光に対する各光学部品の光軸の調芯調整の難易度が高く、組立て調整作業が困難であった。 For this reason, in the conventional Bessel beam generator, the degree of difficulty of collimation adjustment for obtaining parallel light and alignment adjustment of the optical axis of each optical component with respect to laser light is high, and assembly adjustment work is difficult.
また、従来のベッセルビーム発生装置は、その形状が大きく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が低かった。 Further, the conventional Bessel beam generator has a large shape, and has a low degree of freedom in installation and handling at the time of processing.
そこで、本発明は、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a Bessel beam generator that is easy to assemble and adjust, is compact and easy to handle.
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。 According to the present invention, the above problem is solved by the following means.
本発明は、光源と、前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置である。 The present invention includes a light source, an optical fiber that propagates light emitted from the light source, a lens attached to an output end of the optical fiber, and a Bessel beam generating element that generates a Bessel beam with the light emitted from the lens. And a ferrule in which the lens is inserted into the entrance end and the Bessel beam generating element is inserted into the exit end.
また、本発明は、前記フェルールは、前記レンズの挿入を止める第1位置決め部と、前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第2位置決め部と、を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。 Further, in the present invention, the ferrule includes a first positioning portion that stops insertion of the lens, and a second positioning portion that stops insertion of the Bessel beam generating element. Device.
また、本発明は、前記第1位置決め部と前記第2位置決め部とは、前記レンズから前記ベッセルビーム発生素子へ平行に光が入射するようにして、前記レンズと前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。 The first positioning unit and the second positioning unit may insert the lens and the Bessel beam generating element so that light enters the Bessel beam generating element in parallel from the lens. The Bessel beam generator described above, wherein the Bessel beam generator is stopped.
また、本発明は、前記レンズは、前記光ファイバと略同じ直径であり、前記光ファイバを伝搬する光を平行光にして出射する屈折率分布型のレンズである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。 In the present invention, the lens is a refractive index distribution type lens having substantially the same diameter as the optical fiber and emitting the light propagating through the optical fiber as parallel light. It is a Bessel beam generator.
また、本発明は、前記ベッセルビーム発生素子は、入射端側のコアまたはコア及びクラッドが円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。 Also, the present invention is characterized in that the Bessel beam generating element is an optical fiber that emits incident light as a Bessel beam in which the core or the core and the cladding on the incident end side have a conical shape. This is a Bessel beam generator.
また、本発明は、前記円錐形状は、90度以上150度未満の頂角を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。 Further, the present invention is the Bessel beam generator described above, wherein the conical shape has an apex angle of 90 degrees or more and less than 150 degrees.
本発明によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a Bessel beam generator that is easy to assemble and adjust, compact, and easy to handle.
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated, referring attached drawing.
図1は、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置を説明する図であり、(a)はベッセルビーム発生装置の概略断面図であり、(b)はフェルールの概略断面図である。 1A and 1B are diagrams for explaining a Bessel beam generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the Bessel beam generator, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a ferrule.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置10は、光源11と、光ファイバ12と、レンズ13と、ベッセルビーム発生素子14と、フェルール15と、を備える。以下、順に説明する。
As shown in FIG. 1, a Bessel
[光源11]
光源11には、例えば、レーザ光源を用いる。
[Light source 11]
As the
[光ファイバ12]
光ファイバ12は、光源11から出射した光を伝搬する。光ファイバ12は、コア12aとクラッド12bとを有している。
[Optical fiber 12]
The
[レンズ13]
レンズ13は、例えば光ファイバ12のクラッド12bと略同じ直径のものとし、光ファイバ12の出射端に融着などの方法により取り付ける。
[Lens 13]
For example, the
レンズ13には、例えば、光ファイバ12を伝搬する光を平行光にして出射するコリメータレンズを用いる。コリメータレンズとしては、グリンレンズなどの屈折率分布型のレンズを用いることができる。
As the
[ベッセルビーム発生素子14]
ベッセルビーム発生素子14は、レンズ13から出射した光でベッセルビームを発生させる。すなわち、ベッセルビーム発生素子14は、レンズ13から出射した光が入射した場合に、ベッセルビームを出射する。
[Bessel beam generating element 14]
The Bessel
ベッセルビーム発生素子14としては、例えば、入射端側のコア14a(またはコア14a及びクラッド14b)が円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバ14を用いる。なお、この円錐形状が90度以上150度未満の頂角を有する光ファイバ14は、入射した光を効率よくベッセルビームにして出射するため、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生素子14として特に好ましく用いることができる。
As the Bessel
[フェルール15]
フェルール15は、レンズ13が入射端に挿入され、ベッセルビーム発生素子14が出射端に挿入される。
[Ferrule 15]
In the
フェルール15は、レンズ13の挿入を止める第1位置決め部15a、15bと、ベッセルビーム発生素子14の挿入を止める第2位置決め部15c、15dと、を有している。
The
第1位置決め部15a、15bと第2位置決め部15c、15dとは、レンズ13からベッセルビーム発生素子14へ平行に光が入射するようにして、レンズ13とベッセルビーム発生素子14の挿入を止める。
The
より好ましい例では、第1位置決め部15a、15bと第2位置決め部15c、15dとは、レンズ13からベッセルビーム発生素子14へ入射する光の平行度が最大となるようにして、レンズ13とベッセルビーム発生素子14の挿入を止める。
In a more preferred example, the
なお、第1位置決め部15a、15bや第2位置決め部15c、15dは、レンズ13やベッセルビーム発生素子14の形状に合わせた形状にすることが好ましい。
The
例えば、レンズ13を光ファイバ12の出射端に挿入する場合は、第1位置決め部15a、15bの形状を図1に示すような下がり壁とし、この下がり壁に光ファイバ12の出射端を押し当ててレンズ13の挿入を止め、フェルール内におけるレンズ13の位置決めを行うことが好ましい。
For example, when the
また、例えば、ベッセルビーム発生素子14の入射端側の形状を円錐形状にする場合は、第2位置決め部15c、15dの形状を図1に示すような円錐形状の壁とし、この円錐形状の壁にベッセルビーム発生素子14を押し当ててベッセルビーム発生素子14の挿入を止め、フェルール内におけるベッセルビーム発生素子14の位置決めを行うことが好ましい。
For example, when the shape of the incident end side of the Bessel
フェルール15は、レンズ13とベッセルビーム発生素子14とを挿入した場合に、これらと嵌合する形状であることが好ましい。このようにすれば、レンズ13とベッセルビーム発生素子14とをフェルール内において容易に位置決めすることができる。
The
なお、レンズ13とベッセルビーム発生素子14とは、フェルール15に挿入された後、接着剤などでフェルール15に固定することができる。
The
以上説明した本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置10によれば、レンズ13とベッセルビーム発生素子14とをフェルール15に挿入することにより、レンズ13とベッセルビーム発生素子14とを予め定めた位置関係でフェルール内に配置できるため、コリメーション調整や光軸の調芯調整が容易になる。
According to the vessel
また、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置10は、フェルール15を用いて構成されているため、その形状が小さく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が高い。
Further, since the Bessel
したがって、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置10によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。
Therefore, according to the Bessel
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these description is related with an example of this invention, and this invention is not limited at all by these description.
10 ベッセルビーム発生装置
11 光源
12 光ファイバ
12a コア
12b クラッド
13 レンズ
14 光ファイバ(ベッセルビーム発生素子)
14a コア
14b クラッド
15 フェルール
15a 第1位置決め部(下がり壁)
15b 第1位置決め部(下がり壁)
15c 第2位置決め部(円錐形状の壁)
15d 第2位置決め部(円錐形状の壁)
DESCRIPTION OF
14a Core
15b 1st positioning part (falling wall)
15c 2nd positioning part (conical wall)
15d 2nd positioning part (conical wall)
Claims (6)
前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、
前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、
前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、
を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置。 A light source;
An optical fiber for propagating light emitted from the light source;
A lens attached to the output end of the optical fiber;
A Bessel beam generating element that generates a Bessel beam with light emitted from the lens;
A ferrule in which the lens is inserted at the entrance end and the Bessel beam generating element is inserted at the exit end;
A Bessel beam generator characterized by comprising:
前記レンズの挿入を止める第1位置決め部と、
前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第2位置決め部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のベッセルビーム発生装置。 The ferrule is
A first positioning part for stopping insertion of the lens;
A second positioning portion for stopping insertion of the Bessel beam generating element;
Having
The Bessel beam generator according to claim 1.
6. The Bessel beam generator according to claim 5, wherein the conical shape has an apex angle of 90 degrees or more and less than 150 degrees.
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